Opět fyzika z gymplu - padající koule

Zpráva

BOBOBO · #1 Příspěvek od **BOBOBO** » 21 led 2015, 14:23

Zdravím přispívající . Neumím to uchopit . Trocha nalejvárny by nebyla ? Děkuji .
Olověná kulička dopadla volným pádem do písku. Její teplota vzrostla o 0,1 K. Z jaké výšky kulička padala? Přírůstek vnitřní energie, vzduchu a písku zanedbáváme. Z jaké výšky by musela padat za stejných podmínek měděná kulička, aby její teplota po dopadu vzrostla o stejnou hodnotu? výsledek je ?

procesor · #2 Příspěvek od **procesor** » 21 led 2015, 15:07

Porovnáš energiu odvodenú z mernej teplotnej kapacity Pb a Cu (ΔEc=mxΔtxc) s potenciálnou energiou (ΔEp=mxgxΔh).
c...merná teplotná kapacita (olovo c=129J, med c=383J)
m...hmotnosť
Δt...teplota
g....gravitačné zrýchlenie
Δh....rozdiel výšok

Δh=(Δtxc)/g

Jimmi2 · #3 Příspěvek od **Jimmi2** » 21 led 2015, 15:37

Místo x bych snad radši psal tečku. To dnešní děti asi už chápou.
Jinak je to dobře.

#4 Příspěvek od **tomasjedno** » 21 led 2015, 16:53

Dobře? Uvádět měrné teplo (měrnou tepelnou kapacitu) v jednotkách J?
To tam napsat, tak je to za 5.

Jinak ta úloha je úplně uhozená, protože většina kinetické energie se zmaří na rozstřelení písku plus ohřev písku třením o kuličku, a jen malá část na deformaci kuličky plus její ohřev třením o písek. Toto zanedbat je k.ávovina mařící v dětech zdravý selský rozum.

procesor · #5 Příspěvek od **procesor** » 21 led 2015, 17:42

samo J kg^-1 °K^-1

Kvicala_r · #6 Příspěvek od **Kvicala_r** » 21 led 2015, 17:52

Dobrá myšlenka, nešťastné zadání - přitom stačilo napsat, že oteplení je na vrub 10% spotřebované energie...
Mimochodem neznám °K

#7 Příspěvek od **Bernard** » 21 led 2015, 17:52

tomasjedno píše:..., tak je to za 5.

A koule padla. :wink:

Snad i takovéto úlohy mají nárok na existenci. Na gymplu už je potřebné mít jistou schopnost abstraktního uvažování, navíc k tomu zdravému selskému rozumu.

#8 Příspěvek od **mtajovsky** » 21 led 2015, 18:19

Jenže tady je té abstrakce trochu přespříliš. IMHO se většina kinetické energie při dopadu do písku při předpokládaném scénáři nepřemění na oteplení kuličky, ale spotřebuje se na rozhození písku do stran. A tady se dílem přemění na potenciální energii zrnek, která skončila výše, částečně na jejich oteplení a nemalou měrou na vytvoření tlakové vlny v okolní atmosféře.

Edit: Aha, tak jsem si nepřečetl příspěvek od tomasjedno :oops:

Pro BOBOBO - pokud se vám to objasnilo z předchozích vzorců, pak dál nečtěte. Nicméně by jim mělo předcházet vysvětlení fyz. principu. Těleso v gravitačním poli má v sobě v zásadě 2 druhy energie, které nás teď zajímají - 1) potenciální (polohová), která je určena prací nutnou k vynesení předmětu do výšky. Není nijak vidět, ani se neprojevuje, prostě tam "je" tím, že těleso je v té výšce. Pokud začne těleso padat, dostává se do nižších poloh, kterým odpovídá menší potenciální energie. Na druhou stranu dostává těleso rychlost a tím získává druhou formu energie - 2) kinetickou (pohybovou) energii. Takto se přelévá potenciální energie během pádu tělesa do kinetické. A protože platí zákon o zachování energie, tak v každém okamžiku pádu je jejich součet konstantní. I v okamžiku dopadu, kdy je výška nulová, tudíž je i nulová potenciální energie (zjednodušeně pro teoretiky) a všechno je v kinetické. Z původní výšky tělesa je tak možno vypočítat kinetickou energii i rychlost v okamžiku dopadu. Příklad předpokládá, že se všechna tato energie dopadem v konečném důsledku přemění na oteplení kuličky. A tady nastupují vzorce dávající do souvislosti energii, měrné teplo, hmotnost a změnu teploty.

Otkundes · #9 Příspěvek od **Otkundes** » 21 led 2015, 18:49

Podle mého názoru, podstatné je pochopit zadání úlohy a provést požadované výpočty, úměrné rozsahu vyučování daného předmětu. Že se část energie ve skutečnosti zmaří na uvedení písku do pohybu, na jeho oteplení, vysušení atd., zadání úlohy neřeší a od studenta to ani nepožaduje. Vycházejme tedy z toho, co se po studentovi žádá a nekomplikujme to svými dalšími poznatky, které se ten student bude učit možná později.

#10 Příspěvek od **EKKAR** » 21 led 2015, 19:14

Občas jsem svýmu (dnes už mrtvýmu) tchánovi vypomáhal při tvorbě otázek pro středoškolskou matematickou olympiádu - ne, netlemte se, matematickou část jsem nesestavoval, ale "dělal jsem korektury" právě toho zadání, aby bylo aspoň trochu logicky a hlavně LIDSKY pochopitelný, respektive aby odpovídalo skutečným podmínkám. JEMU by se podobně nejasný zadání (kulička padající do písku a řešit jen její ohřev) teda rozhodně nelíbilo... I proto se třeba u úloh o jedoucích vlacích snažil i třeba o takový detaily, aby v úloze nebyla zmíněná neexistující trať nebo aby v zadání uváděný váhy lokomotiv, vozů nebo rychlosti jízdy souprav odpovídaly skutečnosti...

Jimmi2 · #11 Příspěvek od **Jimmi2** » 21 led 2015, 20:57

Je fakt, že úloha je hodně uhozená a jednotky v prvním řešení jsou špatně. Mě tam nejdřív tak zmátlo to krát zapisované jako x, že už jsem to dál nezkoumal.
Mně by se mnohem víc líbilo zadání že kulička spadne, a chtít vědět slovní popis toho, na co se ta potenciální energie přemění. Jako to napsali dva kolegové výše. Bez výpočtu, který stejně většinou proběhne podle namemorovaného vzorečku.

pepik9 · #12 Příspěvek od **pepik9** » 22 led 2015, 11:18

Proč ta kulička nespadla na ocelovou desku?

p32 · #13 Příspěvek od **p32** » 22 led 2015, 13:00

Protože celé zadání je od nějakého úchyla.

Jimmi2 · #14 Příspěvek od **Jimmi2** » 22 led 2015, 13:26

Tomu by ocelová deska ale moc nepomohla :wink:

petrfilipi · #15 Příspěvek od **petrfilipi** » 22 led 2015, 14:46

Místo x bych snad radši psal tečku. To dnešní děti asi už chápou.

Chlapi, vy si z toho symbolu pro násobení ("x") děláte srandu, ale za mnou přišel nedávno kámoš, že potřebuje spočítat objedm nádoby na med, kterou chce vyrábět.
Kámoš je zámečník, jeho manželka je kuchařka, kluk DiS v oblasti diagnostiky motorových vozidel a holka dělá taky nějakou školu, má teď zkouškové období. Oni znali i vzorec V=PI ER nadruhou V, ale nevěděli, co s tím. To je síla, co?

PF