Законы Сохранения — Задание 6 ЕГЭ по физике №00005257 | Global EE
Законы Сохранения — Задание 6 ЕГЭ по физике №00005257
№2. Задание 6
ID: 00005257
Пластилиновый шар, двигаясь по гладкой горизонтальной плоскости, столкнулся с покоящимся металлическим шаром и прилип к нему. Как в результате изменились следующие физические величины: суммарная кинетическая энергия шаров, внутренняя энергия шаров, величина суммарного импульса шаров? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) суммарная кинетическая энергия шаров
Б) внутренняя энергия шаров
В) величина суммарного импульса шаров
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ 1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
абсолютно неупругий удар на гладкой горизонтальной плоскости
Найти:
изменение $E_k$, $U$ (внутренней энергии), $p$ (импульса)
Решение:
Импульс системы. Поверхность гладкая, значит внешние горизонтальные силы отсутствуют. По закону сохранения импульса: $$p_\text{до} = p_\text{после}$$ Суммарный импульс не изменился (3). Кинетическая энергия. Произошло абсолютно неупругое соударение: шары слипнулись и движутся как одно тело. По закону сохранения импульса: $$m_1 v = (m_1 + m_2)u \Rightarrow u = \frac{m_1 v}{m_1 + m_2} \lt v$$ Кинетическая энергия после столкновения: $$E_k' = \frac{(m_1+m_2)u^2}{2} = \frac{m_1^2 v^2}{2(m_1+m_2)} \lt \frac{m_1 v^2}{2} = E_{k0}$$ Суммарная кинетическая энергия уменьшилась (2). Внутренняя энергия. «Потерянная» кинетическая энергия пошла на деформацию и нагрев шаров. Внутренняя энергия увеличилась (1).
