Question

Помогите и объясните, пожалуйста, физику!
Определите (в джоулях) количество теплоты, которое может выделиться во время абсолютно неупругого удара двух одинаковых шариков массой 2 кг каждый, если первый до столкновения двигался со скоростью 10 м/с.

Answer 1

Дано: m₁ = m₂ = m = 2 кг; V₁ = 10 м/с; V₂ = 0.

Найти: Q - ?

Решение. Абсолютно неупругий удар - это столкновение тел, в результате которого тела движутся как одно целое. После абсолютно неупругого удара оба тела будут двигаться в направлении движения тела, которое до столкновения имело больший импульс, и тогда кинетическая энергия системы не сохраняется и выполняется закон сохранения импульса: m₁V₁ + m₂V₂ = (m₁ + m₂)Vоб.

Общую скорость движения можно вычислить по закону сохранения импульса: mV₁ = (m + m)Vоб. ⇒ mV₁ = 2mVоб. ⇒ Vоб. = V₁/2.

Количество теплоты будет равняться разнице кинетических энергий до и после столкновения: Q = Wк₀ - Wк = (mV₁²/2) - 2mVоб²/2 = (mV₁²/2) - m(V₁/2)² = (2mV₁² - mV₁²)/4 = mV₁²/4 = 2 × 10²/4 = 50 Дж.

Ответ: 50.