Физтех 2024, 9 класс, первый тур, задача 5
Стержень состоит из двух соосных цилиндров одинаковой высоты, сделанных из одного вещества. Площадь поперечного сечения одного цилиндра в раза больше площади поперечного сечения другого. Температура вдоль оси стержня линейно изменяется от у основания узкого цилиндра до у основания широкого цилиндра. Найдите установившуюся температуру стержня после теплообмена с окружающей средой, если теплообменом с окружающей средой можно пренебречь. Ответ приведите в . В ответе укажите целое число.
Решение.
Температура в средней плоскости стержня
Средние начальные температуры узкой и широкой частей:
Масса широкой части в раза больше массы узкой, поэтому из закона сохранения энергии
При и получаем , , , значит
Ответ. .