дано:
массa тележки m1 = 0,8 кг,
скорость тележки v1 = 2,5 м/с,
массa пластилина m2 = 0,2 кг,
высота падения h = 0,5 м (50 см).
найти:
насколько увеличилась внутренняя энергия тел в результате столкновения.
решение:
1. Сначала найдем начальную кинетическую энергию тележки Eкин_нач:
Eкин_нач = (1/2) * m1 * v1^2
= (1/2) * 0,8 * (2,5)^2
= (1/2) * 0,8 * 6,25
= 2,5 Дж.
2. Найдем потенциальную энергию пластилина Eпот при падении:
Eпот = m2 * g * h,
где g ≈ 9,81 м/с².
Eпот = 0,2 * 9,81 * 0,5
= 0,2 * 4,905
= 0,981 Дж.
3. После того, как пластилин прилипает к тележке, найдем общую массу системы:
m_общая = m1 + m2 = 0,8 + 0,2 = 1,0 кг.
4. Теперь найдем скорость системы после столкновения V по закону сохранения импульса:
m1 * v1 = m_общая * V,
0,8 * 2,5 = 1,0 * V,
2,0 = V.
Таким образом, V = 2,0 м/с.
5. Найдем конечную кинетическую энергию системы Eкин_конеч:
Eкин_конеч = (1/2) * m_общая * V^2
= (1/2) * 1,0 * (2,0)^2
= (1/2) * 1,0 * 4,0
= 2,0 Дж.
6. Теперь найдем, насколько увеличилась внутренняя энергия U:
U = Eпот + Eкин_нач - Eкин_конеч
= 0,981 + 2,5 - 2,0
= 1,481 Дж.
ответ:
внутренняя энергия тел увеличилась на 1,481 Дж.