ESERCIZI DI FISICA II°

11 PROIETTILE ATTRAVERSA TRONCO SENZA FONDERE

Ing. Francesco Buffa

Un proiettile di piombo di 15 g, che viaggia a 220 m/s, passa attraverso un blocco di legno e ne esce alla velocità di 160 m/s.

Se il proiettile assorbe il 50% del calore generato durante l’attraversamento del blocco, quale sarà l’innalzamento della temperatura del proiettile?

Se la sua temperatura iniziale è 20°C, potrà fondere il proiettile?

84.png

SOLUZIONE

Esprimiamo la massa in unità SI:

m = 15 g = 0,015 Kg

L’energia cinetica del proiettile prima e dopo dell’attraversamento è:

Ec1 = (1/2) m v12 = 0,5 ∙ 0,015 ∙ 2202 = 363 J

Ec2 = (1/2) mv22 = 0,5 ∙ 0,015 ∙ 1602 = 192 J

Quindi la variazione di energia cinetica è:

Ec1 - Ec2 = 363 – 192 = 171 J

La quantità di energia che si suppone si trasformi in calore è:

W = 0,5 ∙ 171 = 85,5 J

Questa quantità di calore riscalderà il proiettile di piombo secondo la formula:

W = c m ΔT

Dove c è il calore specifico del piombo:

c = 130 J/Kg °C

Dalla formula inversa si ottiene:

ΔT = W / (c ∙ m) = 85,5 / (130 ∙ 0,015) = 43,8°C

Poiché supponiamo che la temperatura iniziale del proiettile sia 20°C, la temperatura finale sarà:

T2 = T1 + ΔT = 20° + 43,8° = 63,8°C

Ma il punto di fusione del piombo è 327°C, quindi il proiettile non fonde.

Continua:

 

 

Argomenti