Кузнец использует молот массой т = 10 кг. Он поднимает молот на высоту Н = 2 м над наковальней и опускает его на железную заготовку массой М = 0,5 кг, лежащую на массивной наковальне. При ударе вся механическая энергия молота превращается во внутреннюю

Добавлена: 08.05.2026
Обновлена: 08.05.2026
Предмет: Физика
Автор: Кэмп

#Общая физика: механика, термодинамика, электродинамика
#Молекулярная физика

Условие:

Кузнец использует молот массой т = 10 кг. Он поднимает молот на высоту Н = 2 м над наковальней и опускает его на железную заготовку массой М = 0,5 кг, лежащую на массивной наковальне. При ударе вся механическая энергия молота превращается во внутреннюю энергию заготовки и молота (они нагреваются). Температура заготовки до удара to = 20°С. Удельная теплоёмкость железа с = 460 Дж/(кг.°С). Ускорение свободного падения g = 10 Н/кг. Сопротивлением воздуха пренебречь.
1. Какую скорость имел молот в момент удара о заготовку?
2. На сколько градусов нагреется железная заготовка, если предположить, что вся энергия удара идёт только на её нагревание?
3. При ударе нагревается и молот, и заготовка. Если известно, что заготовка нагрелась на\nAt = 0,4°C, какая доля энергии (в %) пошла на нагревание молота?

Решение:

Дано:

Масса молота: $m = 10$ кг
Высота подъема молота: $H = 2$ м
Масса заготовки: $M = 0,5$ кг
Начальная температура заготовки: $t_0 = 20^\circ\text{С}$
Удельная теплоёмкость железа: $c = 460 \text{ Дж}/(\text{кг}\cdot^\circ\text{С})$
Ускорение свободного падения: $g = 10 \text{ Н}/\text{кг}$ (или $10 \text{ м}/\text{с}^2$ )

Найти:

Скорость молота в момент удара ( $v$ ).
Нагрев заготовки ( $\Delta t_M$ ), если вся энергия идет на нагрев заготовки.
Доля энергии ( $\eta$ ), пошедшая на нагрев молота, если $\Delta t_M = 0,4^\circ\text{С}$ .