Тело массой 3 кг движется со скоростью 4 м/с и ударяется о неподвижное тело массой 5 кг. Считая

Ответы на вопрос

Отвечает Морченко Алёна.

Для того чтобы найти количество тепла, выделившееся при неупругом ударе, нужно воспользоваться принципом сохранения импульса и учитывать, что вся кинетическая энергия, которая не сохраняется в результате удара, превращается в другие формы энергии, в том числе в тепло.

Шаг 1. Применение закона сохранения импульса

Импульс системы до удара равен импульсу системы после удара. Пусть масса первого тела $m_1 = 3 \, \text{кг}$ , скорость до удара $v_1 = 4 \, \text{м/с}$ , масса второго тела $m_2 = 5 \, \text{кг}$ , а скорость второго тела до удара $v_2 = 0 \, \text{м/с}$ (так как оно неподвижно).

После удара оба тела движутся с одинаковой скоростью $v$ (так как удар неупругий).

Запишем закон сохранения импульса:

m_1 v_1 + m_2 v_2 = (m_1 + m_2) v

Подставляем значения:

3 \times 4 + 5 \times 0 = (3 + 5) \times v

12 = 8v

Решаем для $v$ :

v = \frac{12}{8} = 1.5 \, \text{м/с}

Итак, скорость обоих тел после удара составляет $1.5 \, \text{м/с}$ .

Шаг 2. Нахождение изменения кинетической энергии

Кинетическая энергия системы до удара:

E_{\text{до}} = \frac{1}{2} m_1 v_1^2 + \frac{1}{2} m_2 v_2^2

E_{\text{до}} = \frac{1}{2} \times 3 \times 4^2 + \frac{1}{2} \times 5 \times 0^2 = \frac{1}{2} \times 3 \times 16 = 24 \, \text{Дж}

Кинетическая энергия системы после удара:

E_{\text{после}} = \frac{1}{2} (m_1 + m_2) v^2

E_{\text{после}} = \frac{1}{2} \times (3 + 5) \times (1.5)^2 = \frac{1}{2} \times 8 \times 2.25 = 9 \, \text{Дж}

Шаг 3. Нахождение количества выделившегося тепла

Количество тепла, которое выделяется при ударе, равно потере кинетической энергии. То есть, разница между кинетической энергией до и после удара:

Q = E_{\text{до}} - E_{\text{после}}

Q = 24 - 9 = 15 \, \text{Дж}

Таким образом, количество тепла, выделившегося при ударе, составляет 15 Дж.

Ответы на вопрос

Шаг 1. Применение закона сохранения импульса

Шаг 2. Нахождение изменения кинетической энергии

Шаг 3. Нахождение количества выделившегося тепла

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика