Условие задачи (1970, № 4) Задача Ф22 // Квант. — 1970. — № 4. — Стр. 26; 1970. — № 11. — Стр. 42.
Два кузнеца обрабатывают кусок железа. Сначала его кладут на наковальню и бьют молотком по очереди, потом подвешивают к потолку и бьют одновременно с разных сторон. Сила удара каждого кузнеца одинакова в обоих случаях. В каком случае кусок железа больше нагреется за один удар?
Изображения страниц
Решение задачи (1970, № 11) Задача Ф22 // Квант. — 1970. — № 4. — Стр. 26; 1970. — № 11. — Стр. 42.
Ответ. Во втором.
Ясно, что как при ударе кузнеца по куску железа, лежащему на наковальне, так и при ударе кузнецов по висящему куску железа производится одна и та же работа: роль второго кузнеца, ударяющего по куску железа, в первом случае берёт на себя наковальня. Эта работа идёт на нагревание куска железа и, кроме того, на совершение механической работы при расширении этого железа. В том случае, когда железо лежит на наковальне, его центр тяжести при расширении поднимается — совершается работа против силы тяжести. Зато в том случае, когда кусок подвешен, его центр тяжести при расширении опускается. Это означает, что во втором случае, когда в тепло переходит не только работа, совершённая кузнецами, но и часть потенциальной энергии куска железа (работа, совершаемая железом при расширении, отрицательна), он нагреется за один удар больше, чем в первом.