Question

Плот массой М = 120 кг плывет по реке со скоростью v1 = 5 м/с. С берега, перпендикулярно его движению на плот прыгает человек массой m = 80 кг со скоростью v2 = 10 м/с. Какое количество теплоты при этом выделяется.

Answer 1

Плот массой М = 120 кг плывет по реке со скоростью v1 = 5 м/с. С берега, перпендикулярно его движению на плот прыгает человек массой m = 80 кг со скоростью v2 = 10 м/с. Какое количество теплоты при этом выделяется. УДАЧИ

Answer 2

Для решения этой задачи нам необходимо использовать законы сохранения энергии и импульса.

Импульс, переданный человеку, равен изменению импульса плота:

m1 * v1 = (m1 + m2) * v

где m1 и v1 - масса и скорость плота до прыжка человека, m2 и v - масса и скорость плота после прыжка. Решив уравнение относительно v, получаем:

v = m1 * v1 / (m1 + m2)

При этом кинетическая энергия системы плот + человек до прыжка равна:

E1 = (m1 * v1^2 + m2 * v2^2) / 2

После прыжка кинетическая энергия системы плот + человек становится равной:

E2 = (m1 + m2) * v^2 / 2

Количество теплоты, выделившееся в результате прыжка, можно определить как разность между начальной и конечной кинетической энергией системы:

Q = E1 - E2

Подставив значения, получаем:

v = 120 кг * 5 м/с / (120 кг + 80 кг) = 3,33 м/с

E1 = (120 кг * 5 м/с)^2 / 2 + (80 кг * 10 м/с)^2 / 2 = 82000 Дж

E2 = (120 кг + 80 кг) * (3,33 м/с)^2 / 2 = 12500 Дж

Q = 82000 Дж - 12500 Дж = 69500 Дж

Ответ: при прыжке человека на плот выделилось 69500 Дж теплоты.