2025-04-15
Пуля массой $m_{1}$, имеющая начальную скорость $\upsilon$, пробивает подвешенный на нити свинцовый шар массой $m_{2}$ и вылетает из него со скоростью $\frac{\upsilon}{2}$. Какая часть кинетической энергии пули перешла во внутреннюю?
Решение:
Количество теплоты $Q$ равно разности энергий системы до и после взаимодействия: $Q = E - E^{ \prime}$,
$E = \frac{m_{1}v^{2}}{2}$.
Энергия $E^{ \prime}$ складывается из энергии пули $E_{1}^{ \prime}$ и энергии шара $E_{2}^{ \prime}$.
$E_{1}^{ \prime} = \frac{m_{1}v^{2}}{8}$, $E_{2}^{ \prime} = \frac{m_{1}^{2}v^{2}}{8m_{2}}$.
Импульс шара $P_{2} = m_{1}v - m_{1} \frac{v}{2} = m_{1} \frac{v}{2}$.
В результате,
$E^{ \prime} = \frac{m_{1}v^{2}}{8}(1+\frac{m_{1}}{m_{2}})$;
$Q = \frac{m_{1}v^{2}}{8}(3-\frac{m_{1}}{m_{2}})$.
В итоге,
$\frac{Q}{E} = \frac{3m_{2}-m_{1}}{4m_{2}}$.