15 °C -тан 75 °C -ке жеткен кезде денің құрамындағы бөлшектердің орташа кинетикалық энергиясы нешеге дейін көтеріледі?

Школьник, чтобы решить эту задачу, нам нужно знать формулу для вычисления кинетической энергии:

\[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \]

Где \( E_k \) - кинетическая энергия, \( m \) - масса объекта и \( v \) - скорость объекта.

Для начала нам нужно найти скорость объекта. В данной задаче предполагается, что мы вибрируем частичками вещества под действием тангенциальных волн. Так как вещество находится в жидком состоянии, мы можем использовать формулу для скорости звука в жидкости:

\[ v = \sqrt{\frac{K}{\rho}} \]

Где \( K \) - модуль сдвига и \( \rho \) - плотность вещества.

Для нахождения модуля сдвига нам понадобится формула:

\[ K = \mu \cdot \frac{V}{h} \]

Где \( \mu \) - модуль сдвига (константа для данного вещества), \( V \) - объем вещества и \( h \) - высота волн.

Теперь, чтобы определить плотность вещества, нам нужно знать массу и объем. Для вычисления плотности используется формула:

\[ \rho = \frac{m}{V} \]

Теперь давайте найдем значения всех переменных:

Возьмем модуль сдвига \( \mu = 3 \times 10^9 \) Па (для воды).

Объем вещества \( V = 1 \) м^3.

Высота волн \( h = 0,02 \) м.

Теперь вычислим массу вещества. Плотность воды составляет

\[ \rho_{water} = 1000 \] кг/м^3 (значение известно). Вычислим массу:

\[ m = \rho_{water} \cdot V \]

Теперь, когда у нас есть масса и объем, мы можем вычислить плотность вещества:

\[ \rho = \frac{m}{V} \]

Теперь, используя найденные значения \( \mu \), \( V \), \( h \) и \( \rho \), мы можем рассчитать скорость:

\[ v = \sqrt{\frac{K}{\rho}} \]

Теперь у нас есть значение скорости \( v \).

Наконец, мы можем использовать формулу для вычисления кинетической энергии:

\[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \]

Подставим значения массы \( m \) и скорости \( v \) и вычислим кинетическую энергию \( E_k \).

Данная задача содержит множество математических вычислений и формул. Поэтому, школьник, чтобы получить окончательный ответ, вам нужно будет выполнить все вычисления по шагам, используя данные из условия задачи и формулы, представленные выше. После выполнения всех вычислений вы получите окончательное значение кинетической энергии.