2014-05-31
Какое количество тепла выделится при лобовом ударе двух свинцовых шаров массой m = 1 кг каждый, скользящих без вращении на абсолютно гладкой горизонтальной поверхности по одной прямой в одном направлении? Скорость первого шара $v_{1}=10 см/с$, скорость второго $v_{2} = 20 см/с$. Удар шаров считать абсолютно неупругим
Решение:
Так как удар абсолютно неупругий, то после удара оба шара будут двигаться с одинаковой скоростью $v$. Согласно закону сохранения импульса
$mv_{1}+mv_{2}=2mu$.
Отсюда
$v=\frac{v_{1}+v_{2}}{2}$.
До столкновения шары обладали кинетической энергией
$W_{1}=\frac{mv_{1}^{2}}{2}+\frac{mv_{2}^{2}}{2}$.
После удара их кинетическая энергия равна
$W_{2}=2 \frac{mv^{2}}{2}= \frac{m(v_{1}+v_{2})^{2}}{4}$.
В результате удара кинетическая энергия системы уменьшается на величину
$\Delta = W_{1} – W_{2}=\frac{m}{4}(v_{1}-v_{2})^{2} = 0,0025 Дж$.
Эта энергия и переходит в тепло.