Тепловые Явления — Задание 19 ОГЭ по физике №00008510

Дано:

Два одинаковых латунных шарика падают с одной высоты $h$. Шарик 1 упал в песок и остановился. Шарик 2 ударился о камень, отскочил и был пойман на некоторой высоте $h_2 \lt h$.

Найти:

У какого шарика внутренняя энергия изменилась на большую величину. ⠀

Решение:

Запишем закон сохранения энергии для каждого шарика. Изначально оба имеют одинаковую полную механическую энергию: $$E_0 = mgh$$ Изменение внутренней энергии шарика равно убыли его механической энергии (за вычетом нагрева окружения, для шариков пренебрежимо мало по сравнению с самим шариком при ударе о твёрдые тела): $$\Delta U = E_0 - E_{кон}$$ Шарик 1 (в песок, остановился на земле): $$E_{1,кон} = 0 \quad\Rightarrow\quad \Delta U_1 = mgh$$ Шарик 2 (отскочил, пойман на высоте $h_2$ с некоторой скоростью $\upsilon_2$ или в высшей точке): $$E_{2,кон} = mgh_2 + \dfrac{m\upsilon_2^2}{2} \gt 0$$ $$\Delta U_2 = mgh - E_{2,кон} \lt mgh$$ Сравниваем: $$\Delta U_1 \gt \Delta U_2$$ Внутренняя энергия больше изменилась у первого шарика — того, что упал в песок и остановился, поскольку он отдал всю механическую энергию на нагрев (своего тела и окружения), а второй шарик сохранил часть энергии в виде механической после отскока.