• количество теплоты (энергии), которое шарик передаст пластине, будет равно его кинетической энергии в момент соударения
• определим ускорение шарика из уравнения динамики (так как пластина и шарик разноименно заряженные, то вектор Кулоновской силы направлен вниз - они притягиваются):
○ F + mg = ma
○ a = ((E q)/m) + g
• скорость шарика перед столкновением определим из уравнения кинематики:
Q=c*m*(t2 - t1). (Q-количество теплоты, с - удельная теплоемкость воды=4200Дж/кг*град, m -масса=5кг, t1 -начальная температура=90град, t2 -конечная температура=20град)
Q=4200*5 *(20 - 90)=- 1470000Дж. ( -1470кДж) ответ а. (минус означает, что тепло выделяется, ответ- по модулю)
2) Q=c*m*dt. ( dt - изменение температуры)
dt=Q / c*m. ( c=920Дж/кг*град ( из таблицы) m=0,2кг ( в системе СИ) , Q=9200Дж. )
dt=9200 / 920*0,2=50град. ответ б.
3) Q=c*m*(t2 - t1) выразим массу
m=Q / c*(t2 - t1).
m=2520000 / 4200*(50 - 20)=20кг. ответ б.
• определим ускорение шарика из уравнения динамики (так как пластина и шарик разноименно заряженные, то вектор Кулоновской силы направлен вниз - они притягиваются):
○ F + mg = ma
○ a = ((E q)/m) + g
• скорость шарика перед столкновением определим из уравнения кинематики:
○ h = (v² - v0²)/(2a)
○ v = √(v0² + 2ah)
○ v = √(v0² + 2h (((E q)/m) + g))
• количество теплоты, выделяемое на пластине:
○ Q = (m v²)/2
○ Q = m (0.5 v0² + h (((E q)/m) + g))
○ Q = 4*10^(-2)*(0.5*4 + 0.1*(2.5 + 9.8)) = 0.1292 Дж ≈ 0.13 Дж