گرمای برخورد توپ به زمین
سؤال
گرمای برخورد توپ به زمین
توپی به جرم 100 گرم را از ارتفاع ۲ متری رها می‌کنیم. توپ پس از برخورد به زمین، حداکثر تا ارتفاع ۱ متری از سطح زمین بالا می‌آید. دراین رفت و برگشت توپ، چقدر گرما ایجاد شده است؟
شتاب گرانش را 10 متر بر مجذور ثانیه درنظر بگیرید.
جواب
گرمای برخورد توپ به زمین
۱-خلاصه نویسی:
ارتفاع اولیه توپ = ۲ متر
ارتفاع نهایی توپ = ۱ متر
جرم توپ = ۱۰۰ گرم
شتاب گرانش زمین = ۱۰ نیوتن بر کیلوگرم
گرمای ایجاد شده = ؟
۲-معادله یا فرمول
بنابر قانون پایستگی انرژی، انرژی پتانسیل توپ در حالت اولیه باید برابر مجموع انرژی پتانسیل توپ در حالت نهایی و گرمای تولید شده باشد:
انرژی پتانسیل اولیه = انرژی پتانسیل نهایی + گرما
انرژی پتانسیل گرانشی =جرم x شتاب جاذبه x ارتفاع
۳-مقایسه یکاها:
در اینجا جرم با یکای گرم بیان شده است و باید به کیلوگرم تبدیل شود.
جرم توپ = ۱۰۰ گرم = ۱۰۰ تقسیم‌بر ۱۰۰۰ = 0.1 کیلوگرم
۴-جایگزینی معلومات :
انرژی پتانسیل گرانشی اولیه =جرم x شتاب جاذبه x ارتفاع اولیه = 0.1 * 10 * 2 = 2 ژول
انرژی پتانسیل گرانشی نهایی=جرم x شتاب جاذبه x ارتفاع نهایی = 0.1 * 10 * 1 = 1 ژول
انرژی پتانسیل اولیه = انرژی پتانسیل نهایی + گرما
2 = 1 + گرما
۵-پیدا کردن مجهول مسئله:
گرما = 2 منهای 1 = 1 ژول
سؤالی درباره این مطلب دارید؟
پرسش‌های کاربران