Question

Вагонетка,маса якої 1000 кг код зі швидкістю 1,2 м/с. Зверху у вагонетку висоти 2 м насипають 200 кг піску а)визначте швидкість вагонетки з піском б)обчисліть кількість теплоти, яка виділиться після зіткнення піску з вагонеткою​

Answer 1

Відповідь:

а) 1,09 м/с б)8 кДж, Пісок має потенціальну енергію і кінетичну, бо він падає з висоти і має певну швидкість.

Пояснення:

Answer 2

Для визначення швидкості вагонетки з піском після наливання піску, використаємо закон збереження імпульсу. Імпульс вагонетки до наливання піску дорівнює імпульсу вагонетки після наливання піску:

маса_вагонетки * швидкість_вагонетки_перед = (маса_вагонетки + маса_піску) * швидкість_вагонетки_після

Підставляючи відомі значення, отримуємо:

(1000 кг) * (1.2 м/с) = (1000 кг + 200 кг) * швидкість_вагонетки_після

1200 кг * 1.2 м/с = 1200 кг * швидкість_вагонетки_після

1440 кг·м/с = 1200 кг·швидкість_вагонетки_після

Тепер можна знайти швидкість вагонетки з піском (швидкість_вагонетки_після):

швидкість_вагонетки_після = 1440 кг·м/с / 1200 кг = 1.2 м/с

Тепер перейдемо до обчислення кількості теплоти, яка виділиться після зіткнення піску з вагонеткою. Для цього використаємо закон збереження енергії:

Екін_піску_перед = Екін_піску_після + Q

Де Екін - кінетична енергія, а Q - теплота, яка виділиться під час зіткнення. Початкова кінетична енергія піску (перед наливанням) дорівнює 0, так як він не рухається. Кінетична енергія після наливання піску розподіляється між вагонеткою і самим піском:

1/2 * маса_піску * швидкість_вагонетки_після^2 = 1/2 * маса_піску * швидкість_після_після^2 + Q

1/2 * 200 кг * (1.2 м/с)^2 = 1/2 * 200 кг * (швидкість_після_після)^2 + Q

Розв'яжемо для Q:

Q = 1/2 * 200 кг * (1.2 м/с)^2 - 1/2 * 200 кг * (швидкість_після_після)^2

Q = 0.5 * 200 кг * (1.44 м^2/с^2) - 0.5 * 200 кг * (швидкість_після_після)^2

Q = 144 J - 100 J

Q = 44 Дж

Отже, кількість теплоти, яка виділиться після зіткнення піску з вагонеткою, дорівнює 44 Дж.