Механика

Задание №21. Расчётная задача высокого уровня

№2. Задание 21

ID: 00018597

Шар массой $$2$$ кг, движущийся со скоростью $$4$$ м/с, соударяется с шаром массой $$3$$ кг, движущимся ему навстречу по той же прямой со скоростью $$2$$ м/с. После удара шары движутся вместе. Определите, какое количество теплоты выделилось в результате соударения.

Ответ дайте в джоулях.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Шары после удара слиплись (движутся вместе) — это абсолютно неупругий удар. Импульс сохраняется, а часть кинетической энергии уходит в тепло. Шары летят навстречу, поэтому их импульсы вычитаются.

Шаг 1. Общая скорость после удара

Возьмём за плюс направление первого шара. $p=2\cdot4-3\cdot2=8-6=2$ кг·м/с.

$\upsilon=\dfrac{p}{m_1+m_2}=\dfrac{2}{5}=0{,}4$ м/с.

Шаг 2. Теплота

$E_{до}=\dfrac{2\cdot4^2}{2}+\dfrac{3\cdot2^2}{2}=16+6=22$ Дж.

$E_{после}=\dfrac{(m_1+m_2)\upsilon^2}{2}=\dfrac{5\cdot0{,}16}{2}=0{,}4$ Дж.

$$Q=22-0{,}4=21{,}6$$ Дж.

Ответ: 21,6 Дж.

Ответ

21,6 Дж

Другие задания по теме «Механика» (8)