Задача на совместное использование «Закона сохранения импульса» и «Закона сохранения энергии» для подготовки к ЕГЭ по физике.

Два пластилиновых шара, массы которых относятся как 1:3, подвешены на одинаковых нитях и касаются друг друга. Шары симметрично развели в противоположные стороны и одновременно отпустили. При ударе шары слиплись. Какая часть кинетической энергии шаров при этом превратилась в тепло?

Ещё одна задача для подготовки к ЕГЭ  на совместное использование законов сохранения энергии и импульса. Поэтому, как обычно, согласно алгоритму,  решение задачи начинаем с рисунков.Наша задача — чётко представить состояние системы в каждый момент времени: какой энергией обладают тела (система тел), куда направлены скорости до и после соударения. Кстати, скорости шаров перед соударением одинаковые (согласно закону сохранения энергии для каждого из шаров, так как изначально они расположены симметрично относительно положения равновесия и отклонены на одинаковый угол). Кроме этого, необходимо записать, а что же нужно вычислить в этой задаче (когда речь идёт о «части энергии», то, как правило, итоговый ответ должен быть выражен в процентах. то есть надо искать отношение энергий — количества теплоты к начальной кинетической энергии системы).

Так как соударение — абсолютно неупругое, то часть механической энергии системы превращается во внутреннюю. Именно количество теплоты и будем искать  на первом этапе решения задачи из уравнения закона сохранения энергии.

Чтобы определить количество теплоты, нужно знать скорость шаров, которую они приобрели после соударения. А для этого записываем закон сохранения импульса с учётом направления скоростей.

Выражая из закона сохранения импульса скорость шаров после соударения, и, подставляя в закон сохранения энергии, выражаем количество теплоты, выделяющееся при соударении. В итоге 75% энергии выделяется в виде количества теплоты.

Вы можете оставить комментарий, или поставить трэкбек со своего сайта.