Актуальные проблемы преподавания физики в школе и вузе

Задача 5
. Оцените температуру разогрева горных пород при образовании 
кратера. 
Возможное решение
. По условию задачи будем считать, что начальная энер-
гия метеорита Е
0
переходит в тепловую, т.е. Е
0 
≈ Е
т
, которую без учета частичного 
плавления и испарения пород можно считать по порядку равной Е
т 
~ сρR
3
∆T, где
с ≈ 10
3 
Дж/ кг∙К- характерная величина теплоемкости горных пород. Для неболь-
ших метеоритов (Е
0 
~ σ
п
R
3
) имеем σ
п
R
3
= сρR
3
∆T, откуда ∆T = σ
п
/сρσ
п 
≈ 3К. При 
падении больших метеоритов (Е
0 
~ ρgR
4
) ∆Т = gR/c. 
Задача 6
. Представьте, что произойдет, если крупный метеорит упадет в оке-
ан. Найдите граничную массу метеорита, начиная с которой он может образовать 
кратер на дне океана. 
Возможное решение
. В этом случае его кинетическая энергия Е
0
будет затра-
чиваться в основном на нагрев и испарение объема воды ~ R
3
: Е= (λ + с∆Т)ρR
3
. 
Для воды λ = 2,5∙10
5 
Дж/кг. Величина λ + с∆Т ≈ 3∙10
6 
Дж/кг (ее можно оценить 
лишь очень грубо, так как значительная часть пара окажется сильно перегретой). 
H = 4000 м – характерная глубина океана. Если объем превышает по порядку H
3
, 
то на дне образуется кратер размером порядка H, если объем меньше H
3
, то от па-
дения метеорита на дне следа не останется. Найдем граничную массу метеорита, 
начиная с которой он может образовать кратер на дне океана: m ≈ (λ + с∆Т)ρH
3
/υ
2 
~ 2∙10
12
кг. 
Список использованной литературы
 
1.
Прояненкова Л.А. Изучение нового материала темы как решение цепочки познава-
тельных задач [Текст] / Л.А. Прояненкова, С.В. Лозовенко // Физика в школе. – 1995. – № 4. – 
С. 25–31. 

---

133