Физика. Изменение внутренней энергии при неупругом ударе. Два шарика с массами 3 кг и 5 кг движутся по гладкой горизонтальной поверхности навстречу друг другу со скоростями 4 м/с и 6 м/с соответственно. Каково изменение внутренней энергии шаров после неупругого столкновения?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы найти изменение внутренней энергии при неупругом ударе, необходимо выразить начальную кинетическую энергию системы шариков и конечную кинетическую энергию системы шариков после столкновения.

Начальная кинетическая энергия системы шариков
(KE_{initial} = \frac{1}{2}m_1v_1^2 + \frac{1}{2}m_2v_2^2 = \frac{1}{2} \cdot 3 \cdot 4^2 + \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot 6^2 = 72 J)

Для нахождения конечной кинетической энергии системы шариков после столкновения нужно найти скорость объединенного шара, которая определяется по закону сохранения импульса:

(m_1v_1 + m_2v_2 = (m_1 + m_2)v_f)

(3 \cdot 4 + 5 \cdot 6 = (3 + 5)v_f)

(12 + 30 = 8v_f)

(v_f = 5,25 m/s)

Теперь можно найти конечную кинетическую энергию системы шариков
(KE_{final} = \frac{1}{2}(m_1 + m_2)v_f^2 = \frac{1}{2} \cdot 8 \cdot 5,25^2 = 110,25 J)

Изменение внутренней энергии шаров после неупругого столкновения
(\Delta KE = KE{final} - KE{initial} = 110,25 - 72 = 38,25 J)

Таким образом, изменение внутренней энергии шаров после неупругого столкновения равно 38,25 Дж.