Дано:
масса одного вагона m = 5000 кг,
начальная скорость первого вагона v1 = 10 м/с,
второй вагон изначально неподвижен (v2 = 0 м/с).
Найти:
часть кинетической энергии первого вагона, которая переходит во внутреннюю энергию системы.
Решение:
1. Найдем начальную кинетическую энергию первого вагона (K1):
K1 = (1/2) * m * v1^2
K1 = (1/2) * 5000 * (10)^2
K1 = (1/2) * 5000 * 100
K1 = 250000 Дж.
2. После столкновения два вагона движутся как одно целое. Найдем их общую массу:
M = m + m = 5000 + 5000 = 10000 кг.
3. Найдем скорость после столкновения (v):
По закону сохранения импульса:
m * v1 + m * v2 = M * v,
где v2 = 0, тогда у нас получается:
5000 * 10 + 5000 * 0 = 10000 * v
50000 = 10000 * v
v = 5 м/с.
4. Найдем общую кинетическую энергию после столкновения (K2):
K2 = (1/2) * M * v^2
K2 = (1/2) * 10000 * (5)^2
K2 = (1/2) * 10000 * 25
K2 = 125000 Дж.
5. Найдем изменение кинетической энергии (ΔK):
ΔK = K1 - K2
ΔK = 250000 - 125000
ΔK = 125000 Дж.
Таким образом, 125000 Дж кинетической энергии первого вагона переходит во внутреннюю энергию системы из двух вагонов.
Ответ:
Часть кинетической энергии, переходящей во внутреннюю энергию, составляет 125000 Дж.