Вопрос школьника
Определить количество теплоты, которое выделилось при абсолютно неупругом соударении двух шаров, двигающихся встречно. Масса первого шара m1 = 0,4 кг, его скорость − v1 = 3 м/с, масса второго шара m2 = 0,2 кг и его скорость − v2 = 12 м/с.
Ответ от учителя
При абсолютно неупругом соударении двух тел происходит их слияние в одно тело, при этом кинетическая энергия тела превращается во внутреннюю энергию, которая проявляется в виде тепла.
Для определения количества выделившейся теплоты воспользуемся законом сохранения импульса:
m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)u
где u — скорость слившегося тела.
Подставляя известные значения, получаем:
0,4 * 3 + 0,2 * 12 = (0,4 + 0,2) * u
1,2 + 2,4 = 0,6u
u = 5 м/с
Теперь можем определить изменение кинетической энергии системы:
ΔEk = Ek2 — Ek1 = 0 — (0,4 * 3^2 + 0,2 * 12^2)/2 = -10,8 Дж
Отрицательный знак говорит о том, что кинетическая энергия системы уменьшилась, а значит, эта энергия превратилась во внутреннюю энергию, т.е. в тепло.
Таким образом, количество теплоты, которое выделилось при абсолютно неупругом соударении двух шаров, равно 10,8 Дж.
