Физика задача про муху
С какой скоростью должна лететь муха (считать что она капля воды) чтобы ударившись в абсолютно жесткую стену, не оставила от себя и мокрого следа
Чтобы муха (считая её каплей воды) не оставила мокрого следа при ударе об абсолютно жесткую стену, её кинетическая энергия должна полностью перейти в тепловую, достаточную для испарения капли.
Расчет:
1. Энергия для испарения:
Удельная теплота парообразования воды:
L = 2260 кДж/кг = 2,26 * 10^6 Дж/кг.
Если учитывать нагрев капли от комнатной температуры (20°C) до 100°C:
Удельная теплоёмкость воды: c = 4200 Дж/(кг·°C).
Энергия нагрева:
Q1 = c * m * ΔT = 4200 * 80 * m = 336000 * m Дж.
Энергия испарения:
Q2 = L * m = 2,26 * 10^6 * m Дж.
Общая энергия:
Q = Q1 + Q2 = m * (336000 + 2,26 * 10^6) = m * 2,596 * 10^6 Дж.
2. Кинетическая энергия мухи:
Приравниваем кинетическую энергию к общей энергии испарения:
(m * v^2) / 2 = m * 2,596 * 10^6.
Сокращая массу m:
v^2 = 2 * 2,596 * 10^6,
v = √(5,192 * 10^6) ≈ 2279 м/с.
Ответ:
Муха должна лететь со скоростью ~2300 м/с. Хотя эта скорость нереалистична для реальных условий, именно такое значение следует из закона сохранения энергии.