Физика , с пояснением если можно Тело массой 8 кг движется со скоростью 3 м/с и ударяется о движущееся со скоростью 1 м/с в том же направлении тело вдвое большей массы. Считая удар центральным и неупругим, определить количество теплоты, выделив-шееся при ударе.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения количества выделенной теплоты при ударе, воспользуемся законом сохранения импульса.

Пусть первое тело массой 8 кг и скоростью 3 м/с до удара обозначается как m1 и v1, а второе тело массой 16 кг и скоростью 1 м/с - как m2 и v2.

Запишем закон сохранения импульса для начального и конечного состояний системы:

m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)*V

где V - конечная скорость движения тел после удара.

Подставим данные:

83 + 161 = (8 + 16)
24 + 16 = 24
40 = 24*
V = 40/24 = 5/3 м/с

Теперь определим количество теплоты, выделившееся при ударе. В неупругом столкновении кинетическая энергия тел перед ударом равна кинетической энергии тел после удара.

Кинетическая энергия до удара
E1 = (m1v1^2)/2 + (m2v2^2)/
E1 = (83^2)/2 + (161^2)/
E1 = 36 + 8 = 44 Дж

Кинетическая энергия после удара
E2 = ((m1 + m2)V^2)/
E2 = ((8 + 16)(5/3)^2)/
E2 = 24*(25/9)/2 = 50/3 = 16.(6) Дж

Количество теплоты, выделившееся при ударе, равно разности кинетических энергий до и после удара
Q = E1 - E
Q = 44 - 16.(6) = 27.(3) Дж

Таким образом, при ударе выделилось примерно 27.3 Дж теплоты.