Задача по физике! Баба копра массой 500 кг падает на сваю массой 100 кг со скоростью 4 м/с. Определить (в %)
КПД удара бабы копра о сваю, считая удар неупругим. Полезной считать энергию,
пошедшую на углубление сваи.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи можно воспользоваться законами сохранения энергии.

Изначально у бабы и сваи есть кинетическая энергия, которая при ударе превращается в энергию углубления. Поскольку удар неупругий, то часть энергии будет потеряна в виде тепла и звука.

Исходная кинетическая энергия системы:

Ek = 1/2 m1 v1^2 + 1/2 m2 v2^2 = 1/2 500 4^2 + 1/2 100 0^2 = 4000 + 0 = 4000 Дж

Энергия углубления сваи:

Eu = m1 g h

Dh = Eu / m2

где m1 - масса бабы, m2 - масса сваи, g - ускорение свободного падения, h - углубление сваи

Подставляем значения:

Eu = 500 9.8 h
Dh = (500 9.8 h) / 100 = 49 * h

Учитывая закон сохранения энергии, получаем:

Ek = Eu + Dh
4000 = 500 9.8 h + 49 * h
4000 = 4900h
h = 0.82 м

Теперь можем определить КПД удара:

η = Eu / Ek = 500 9.8 0.82 / 4000 ≈ 0.1

КПД удара бабы копра о сваю составляет приблизительно 10%.