Тепловые Явления — Задание 19 ОГЭ по физике №00039917

О чём задача. Два одинаковых стальных шарика стартуют с одной и той же высоты $h$. Первый глохнет в рыхлой земле. Второй бьётся о камень, отскакивает, поднимается на какую-то высоту $h_1$, там на мгновение останавливается — и его ловят рукой. Вопрос: у кого сильнее изменилась внутренняя энергия.

Что такое внутренняя энергия и откуда она берётся. Внутренняя энергия — это энергия самих частиц вещества: их беспорядочного движения и взаимодействия. Проще говоря, это «нагрев и помятость» тела. Изменить её можно двумя способами: теплообменом (что в условии запрещено) или работой. Значит, здесь остаётся только один канал: вся механическая энергия, которая «пропала» у шарика, ушла во внутреннюю энергию.

Первый шарик. В начале у него была потенциальная энергия $E_1=mgh$. В конце он лежит в земле неподвижно, на нулевой высоте: механической энергии не осталось совсем. Значит, во внутреннюю энергию перешло всё: $\Delta U_1=mgh$.

Второй шарик. Начал так же: $E_2=mgh$. А закончил в руке на высоте $h_1$ и без скорости — то есть у него ещё осталась потенциальная энергия $mgh_1$. «Пропало» только $\Delta U_2=mgh-mgh_1=mg(h-h_1)$.

Сравниваем. Массы и стартовые высоты одинаковы, а $h_1>0$, поэтому $mg(h-h_1)

Вывод. Больше изменилась внутренняя энергия у первого шарика — того, что упал в рыхлую землю: он отдал на нагрев и деформацию всю свою механическую энергию, а второй сохранил часть её в виде потенциальной энергии поднятого шарика.