РУҚА
21

Решение: Теплота при падении шарика

ОГЭ · Физика · Задание 21 · Энергия и импульс
ПовышеннаяФИПИB31EEDРазвёрнутое решение≈ 5 минутРазбор в 4 шага
Условие

Маленький свинцовый шарик объёмом $0{,}01\ \text{см}^3$ равномерно падает по вертикали в воде. Какое количество теплоты выделится при перемещении шарика на $6\ \text{м}$?

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

4 шага
1

Переведём объём шарика в единицы СИ:

$$V=0{,}01\ \text{см}^3=0{,}01\cdot10^{-6}\ \text{м}^3=1\cdot10^{-8}\ \text{м}^3$$
2

Так как шарик движется равномерно, его кинетическая энергия не изменяется. Работа силы тяжести расходуется на работу против выталкивающей силы и сопротивления воды. Поэтому количество выделившейся теплоты равно работе силы сопротивления:

$$Q=F_\text{сопр}h=(mg-F_A)h$$
3

Масса шарика и сила Архимеда выражаются через плотности свинца и воды:

$$m=\rho_\text{свинца}V,\quad F_A=\rho_\text{воды}Vg$$

Подставим значения, приняв $g=10\ \text{Н/кг}$:

$$Q=(\rho_\text{свинца}-\rho_\text{воды})Vgh=(11300-1000)\cdot1\cdot10^{-8}\cdot10\cdot6=6{,}18\cdot10^{-3}\ \text{Дж}$$
Ответ

$Q=6{,}18\cdot10^{-3}\ \text{Дж}$

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не учитывать выталкивающую силу воды.

Использовать объём $0{,}01\ \text{см}^3$ без перевода в кубические метры.

Считать работу силы тяжести полностью выделившимся теплом.

Закрепить приёмВ теме «Энергия и импульс» ещё 138 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 21 ОГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 4 шага: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Энергия и импульс»: в ней 139 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.