Два груза массами m1=10 кг и m2=15 кг подвешены на нитях длиной l=2 м так, что грузы соприкасаются между собой. Меньший груз был отклонен на угол φ=60° и выпущен. Определить высоту h, на которую поднимутся оба груза после удара. Какое количество теплоты при этом выделится?
Ответы
Похоже, имеется в виду случай неупругого удара, когда они слипнутся и дальше продолжат движение вместе.
1. Найдём высоту начального подъёма груза h0: h0 = l*cos60 = 2*1/2=1 м - понятно из иллюстрации, если нарисовать вертикальную нить, а потом отведённую нить
2. Найдём потенциальную энергию, которую груз приобретёт на этой высоте: E = m1*g*h0 = 10 * 10 * 1 = 100 Дж
3. Именно эту энергию груз при падении будет преобразовывать в кинетическую, и именно её сообщит (а вернее поделится) второму телу. Так как после удара масса нового тела будет равна сумме масс m = m1 +m2 = 25 кг, воспользуемся формулой потенциальной энергии вновь: E = m*g*h. Отсюда h = E/mg = 100/(25*10) = 0,4 м
Если под выделившимся количеством теплоты понимают общую энергию системы, то она и будет равна 100 Дж