Законы Сохранения — Задание 5 ЕГЭ по физике №00014964

Идея

Шарик прилип к бруску — это абсолютно неупругий удар. Здесь работает закон сохранения импульса (внешние горизонтальные силы отсутствуют, поверхность гладкая), а вот кинетическая энергия частично уходит в тепло. Массы: $m_1=0{,}9$ кг, $m_2=0{,}1$ кг.

Шаг 1. Общая скорость после удара

До удара движется только шарик: $p_0=m_2\upsilon=0{,}1\cdot2=0{,}2$ кг·м/с. После удара тела едут вместе массой $m_1+m_2=1$ кг: $u=\dfrac{p_0}{m_1+m_2}=\dfrac{0{,}2}{1}=0{,}2$ м/с. Значит п.1 («$1$ м/с») — неверно.

Шаг 2. Импульс после удара (п.2)

Импульс сохраняется: после удара он такой же, $p=0{,}2$ кг·м/с. п.2 — верно.

Шаг 3. Выделившееся тепло (п.3)

Тепло = потеря кинетической энергии. До удара $E_{к0}=\dfrac{1}{2}m_2\upsilon^2=\dfrac{1}{2}\cdot0{,}1\cdot2^2=0{,}2$ Дж. После: $E_{к}=\dfrac{1}{2}(m_1+m_2)u^2=\dfrac{1}{2}\cdot1\cdot0{,}2^2=0{,}02$ Дж. Выделилось $Q=0{,}2-0{,}02=0{,}18$ Дж. п.3 — верно.

Шаг 4. Энергия бруска (п.4)

Брусок движется со скоростью $u=0{,}2$ м/с: $E_{к1}=\dfrac{1}{2}m_1u^2=\dfrac{1}{2}\cdot0{,}9\cdot0{,}2^2=0{,}018$ Дж, а не $0{,}01$ Дж. п.4 — неверно.

Шаг 5. Сохранилась ли кинетическая энергия (п.5)

Нет: при неупругом ударе часть энергии ушла в тепло (мы насчитали $0{,}18$ Дж потерь). п.5 — неверно.