Два одинаковых медных шара получили одинаковую энергию, в результате чего первый шар нагрелся на 40°С, оставаясь неподвижным, а второй приобрёл скорость не нагреваясь. Определите скорость второго шара.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Пусть масса каждого шара равна m, его начальная температура T, удельная теплоёмкость c, а его скорость v.

По закону сохранения энергии можно записать:

mcΔT = mv^2/2,
где ΔT = 40°С = 40 К - разница температур.

Из условия задачи известно, что два шара получили одинаковую энергию, поэтому:

mc40 = m*v^2/2.

Теплоёмкость m*c обоих шаров одинакова, поэтому масса шара сокращается.

Учитывая это, получим:

c*40 = v^2/2,
80c = v^2.

Теперь, зная, что первый шар нагрелся на 40°С, а его скорость равна 0, можем записать:

c*40 = 0/2,
40c = 0,
c = 0.

Получаем, что удельная теплоёмкость равна нулю, то есть у нас идеальный упругий удар. Значит, скорость второго шара равна скорости первого и равна 0.