実験 131 物体の落下による発熱② 質量 0.20kg, 比熱容量 42 43 36 0.45 J/(g・K) の鉄球を高さ10mの位置から自由落下させ,地面 と衝突させる。 この操作を50回繰り返し 鉄球の温度変化を測 定する実験を行った。 ただし, 空気抵抗は無視し, 鉄球のもつ 力学的エネルギーはすべて鉄球の温度変化に使われたとする。 また,重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) 鉄球が地面と衝突する直前の運動エネルギーを求めよ。 (2) 地面と50 回衝突した後の鉄球の温度変化を求めよ。 解説を見る 丹牛説 (1) 力学的エネルギー保存の法則より, 求める運動エ ネルギーをKとすると, 0 + 0.20 x 9.8 x 10 = K + 0 よって, K = 19.6≒20 J 0.20kg 重力による位置エネルギー mgh におけるmの単位は[kg].熱量 |10m