Một học sinh dùng một sợi dây buộc một vật có khối lượng \(5,{0.10^2}\;{\rm{kg}}\) đang rơi qua ròng rọc vào trục bánh guồng. Học sinh này đặt hệ thống vào
7/40
Một học sinh dùng một sợi dây buộc một vật có khối lượng \(5,{0.10^2}\;{\rm{kg}}\) đang rơi qua ròng rọc vào trục bánh guồng. Học sinh này đặt hệ thống vào một bể chứa 25,0 kg nước cách nhiệt tốt. Khi vật rơi xuống sẽ làm cho bánh guồng quay và khuấy động nước (Hình vẽ). Nếu vật rơi một khoảng cách thẳng đứng \(1,{00.10^2}\;{\rm{m}}\) với vận tốc không đổi thì nhiệt độ của nước tăng bao nhiêu độ? Biết nhiệt dung riêng của nước là \(4,20\;{\rm{kJ}}/({\rm{kg}}.{\rm{K}}),g = 9,81\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}.\)
\(15\;{\rm{K}}.\)
\(4,7\;{\rm{K}}.\)
\(6,1\;{\rm{K}}.\)
\(18\;{\rm{K}}.\)
Đáp án đúng là B
Vì vật rơi với vận tốc không đổi nên độ giảm thế năng của nó dùng để làm tăng nhiệt độ cho bình nước:
\(mgh = c{m^\prime }\Delta T \to \Delta T = \frac{m}{{{m^\prime }}}\frac{{gh}}{c} = \frac{{\left( {5,{{0.10}^2}\;{\rm{kg}}} \right)}}{{(25,0\;{\rm{kg}})}}\frac{{\left( {9,81\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}} \right)\left( {1,{{00.10}^2}\;{\rm{m}}} \right)}}{{\left( {4,{{2.10}^3}\;{\rm{J}}/({\rm{kg}} \cdot {\rm{K}})} \right)}} = 4,7\;{\rm{K}}\)