Вагон массой 5 тонн при движении со скоростью 1м/с сталкивается с неподвижным вагоном той же массы и сцепляется с ним далее они движутся вместе. чему равно количество теплоты выделившееся при сцепке вагонов

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

При сцепке вагонов происходит их упругое столкновение, в результате которого выделяется тепло. Количество теплоты, выделившееся при сцепке вагонов, можно определить по формуле:
Q = ΔK + ΔU,
где ΔK - изменение кинетической энергии вагонов, ΔU - изменение потенциальной энергии вагонов.

Изначально у первого вагона была кинетическая энергия, а у второго - нет, так как он был неподвижным. После сцепки кинетическая энергия распределяется между обоими вагонами.

ΔK = 0.5 m (V^2), где m - масса вагона, V - скорость вагона.

ΔK = 0.5 5 т (1 м/с)^2 = 2.5 Дж.

Также после сцепки вагоны поднимаются на некоторую высоту, что вносит изменение потенциальной энергии.

ΔU = 2 m g * h, где h - высота, на которую поднялись вагоны.

Так как упругое столкновение, потерь энергии не произошло, то вся кинетическая энергия перешла в потенциальную. По закону сохранения механической энергии:

ΔK = -ΔU.

Из этого можно сделать вывод, что:

2.5 = -2 5 9.8 * h,
h = 0.255 м.

Теперь можем подставить значение высоты в формулу для изменения потенциальной энергии:

ΔU = 2 5 т 9.8 м/с^2 * 0.255 м = 25.05 Дж.

Итак, количество теплоты, выделившееся при сцепке вагонов, равно 25.05 Дж.