Виды Энергии — Задание 3 ЕГЭ по физике №00014611

Идея

При ударе часть механической энергии мяча переходит в тепло. Тепло — это разница кинетической энергии мяча до удара и сразу после удара. Скорость до удара найдём из падения, а скорость после — через импульс (он связан со скоростью прямо: $p = mv$).

Скорость и импульс до удара

Падение из покоя с высоты $h = 1{,}6$ м:

$v_1 = \sqrt{2gh} = \sqrt{2\cdot 10\cdot 1{,}6} = \sqrt{32} \approx 5{,}66$ м/с.

Скорость после удара и теплота

Импульс уменьшился на $10\%$, то есть стал $0{,}9$ от прежнего. Так как $p = mv$, во столько же раз уменьшилась и скорость: $v_2 = 0{,}9\,v_1$. Поэтому кинетическая энергия после удара составляет $0{,}9^2 = 0{,}81$ от исходной, а в тепло ушла разница:

$Q = \dfrac{m v_1^2}{2} - \dfrac{m v_2^2}{2} = \dfrac{m v_1^2}{2}\left(1 - 0{,}81\right) = \dfrac{0{,}1\cdot 32}{2}\cdot 0{,}19.$

$Q = 1{,}6\cdot 0{,}19 = 0{,}304 \approx 0{,}3$ Дж.