Какое количество теплоты необходимо , чтобы плавить железо объемом 7,8 м(в кубе)

после отключения электромагнита маятник начинает раскручиваться, и его потенциальная энергия ep будет переходить в кинетическую энер­гию поступательного движения ek = mv2/2 и энергию вращательного движения eвр = iw2/2 . на основании закона сохранения механической энергии (если пренебречь потерями на трение)

m g h = m v2 / 2 + i w2 / 2 (1)

где h — ход маятника; v — скорость маятники в момент пересечения оптической оси фо­тодатчика; i — момент инерции маятника; w — угловая скорость маятника в тот же мо­мент времени.

из уравнения (1) получаем :

i = m v2 w -2 (2g h v -2 — 1)

учитывая, что v = rст w, v2 = 2ah, где rст — радиус стержня, a — ускорение, с которым опускается маятник, получаем экспериментальное значение момента инерции маят­ника:

iэксп = m r2ст (0,5 g t2 h -1 — 1) = m r2ст a -1 (g — a) (2)

где t — время хода маятника.

теоретическое значение момента инерции маятника относительно оси маятника оп­ределяется по формуле : (3)

iт = iст + iдиска + iкольца = 0,5 [mст r2ст + mдиска (r2ct + r2д) + mki (r2д + r2k)]

где mct — масса стержня, mct = 29 г; mg — масса диска, насаженного на стержень,

mg = 131 г; mki — масса сменного кольца; rg — внешний радиус диска; rk — внешний радиус кольца.

при учёте работы, совершаемой маятником против сил трения, уравнение (1) примет вид :

m g h = m v2 / 2 + i w2 / 2 + а

где a — работа против сил трения.

эту работу можно оценить по изменению высоты первого подъёма маятника. счи­тая, что работа при спуске и подъёме одинакова, получим :

а = 0,5 dh m g

где dh — изменение высоты наивысшего положения маятника в первом цикле спуск-подъём. тогда считая, что di — оценка величины, на которую завышается экспериментально определённое зна­чение iэксп без учёта потери энергии на трение, получим :

di / iэксп = dh / 2h + 1 / (1 — (a / g)) (4)