Question

Тележка массой 50 кг движется со скоростью 2м с по гладкой горизонтальной поверхности. На тележку с высоты 2 м с падает груз с массой 50 кг и остаеться на ней. Найдите количество выделившейся теплоты.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

m1=50 кг

m2=50кг

V=2 м/с

h=2 м

Q=?

Answer 2

Чтобы найти количество выделившейся теплоты, нужно применить законы сохранения энергии. Для этого рассмотрим систему тележки и груза.

Когда груз падает на тележку и остается на ней, изначально у тележки была только кинетическая энергия движения, а у груза — потенциальная энергия, связанная с его высотой над поверхностью. После столкновения тележки и груза движение происходит с общей массой (50 кг + 50 кг = 100 кг).

Для тележки и груза справедлив закон сохранения механической энергии:

Исходная механическая энергия = Конечная механическая энергия

Механическая энергия = кинетическая энергия + потенциальная энергия

Перед столкновением тележки с грузом:

Механическая энергия тележки = 0.5 * масса_тележки * скорость^2 Механическая энергия тележки = 0.5 * 50 кг * (2 м/с)^2 = 100 Дж

Механическая энергия груза = масса_груза * ускорение_свободного_падения * высота_падения Механическая энергия груза = 50 кг * 9.81 м/с^2 * 2 м = 981 Дж

Общая исходная механическая энергия системы (тележка + груз) = 100 Дж + 981 Дж = 1081 Дж

После столкновения тележки и груза:

После столкновения тележка с грузом движется как одно целое, и у нее будет только кинетическая энергия.

Масса системы (тележка + груз) = 100 кг Скорость системы (тележка + груз) = ?

Для определения скорости системы после столкновения используем закон сохранения импульса:

Исходный импульс тележки = Конечный импульс тележки и груза

Исходный импульс тележки = масса_тележки * скорость_тележки

Конечный импульс тележки и груза = общая_масса_системы * скорость_системы

Таким образом, m_тележки * v_тележки = (m_тележки + m_груза) * v_системы

50 кг * 2 м/с = (50 кг + 50 кг) * v_системы

100 кг * 2 м/с = 100 кг * v_системы

v_системы = 2 м/с

Теперь рассчитаем механическую энергию системы (тележка + груз) после столкновения:

Механическая энергия системы = 0.5 * масса_системы * скорость_системы^2

Механическая энергия системы = 0.5 * 100 кг * (2 м/с)^2 = 200 Дж

Теперь найдем количество выделившейся теплоты:

Количество выделившейся теплоты = Исходная механическая энергия - Механическая энергия системы после столкновения

Количество выделившейся теплоты = 1081 Дж - 200 Дж = 881 Дж

Таким образом, при столкновении тележки с грузом выделилось 881 Дж теплоты.