Допоможіть будь ласка! З якої висоти має впасти трьох кілограмова цеглина, щоб своєю кінетичною енергією нагріти літр води на 1ºС?​

Щоб вирішити цю проблему, нам потрібно використовувати рівняння для розрахунку кількості переданого тепла:

Q = mcΔT

де Q - кількість переданого тепла, m - маса води, c - питома теплоємність води, а ΔT - зміна температури.

Припускаючи, що вся кінетична енергія падаючої цегли перетворюється на тепло, ми можемо використати формулу для кінетичної енергії:

KE = 1/2mv^2

де KE - кінетична енергія, m - маса цегли, а v - швидкість цегли безпосередньо перед ударом.

Ми можемо прирівняти кінетичну енергію цеглини до теплоти, переданої воді:

1/2mv^2 = mcΔT

Спрощення і розв'язання для v:

v = sqrt(2cΔT)

Тепер нам потрібно знайти висоту, з якої цегла повинна впасти, щоб досягти цієї швидкості. Потенціальна енергія цеглини задається формулою:

PE = mgh

де PE - потенційна енергія, m - маса цеглини, g - прискорення сили тяжіння, а h - висота.

Прирівняємо потенційну енергію до кінетичної:

PE = KE

mgh = 1/2mv^2

Спрощуємо і розв'язуємо для h:

h = v^2 / 2g

Підставляємо вираз для v, отриманий раніше:

h = (2cΔT / g)

Підставляємо значення, задані в умові задачі:

m = 3 кг

c = 4,18 Дж/гºC

ΔT = 1ºC

g = 9,8 м/с^2

h = (2 x 4.18 x 1) / 9.8

h ≈ 0,85 метра

Отже, цеглина повинна впасти з висоти приблизно 0,85 метра, щоб нагріти літр води на 1ºC.