Question

1)Можно ли утверждать что кинетическая энергия относительна? Ответ обоснуйте! 2)Два шара массами 0,5 кг и 1 кг движутся навстречу друг другу со скоростями 7 м/с и 8 м/с. Каков будет модуль скорости шаров после неупругого столкновения? Куда будет направлена эта скорость? 3)Поезд массой 2000 т, двигаясь с места с ускорением 0,2 м/с², достигает нужной скорости через 1 мин. Определить среднюю мощность тепловоза, если коэффициент сопротивления 0,005.

Answer 1

Ответ:

1.Скорость ведь относительна. Вы едете в поезде - ваша кин. энергия относительно вагона равна нулю. А относительно Земли - нулю не равна

2.Закон сохранения импульса.

До столкновения первый шар имел импульс

Р1=m1v1= 0.5*7=3.5 кг*м/с

Второй

Р2=m2v2 = 1*8= 8 кг*м/с

Импульсы были направлены в противоположные стороны.

Суммарный импульс

Р=Р2-Р1= 8-3.5= 4.5 кг*м/с

будет направлен в ту же сторону куда двигался шар с большим импульсом.

Скорость шаров после неупругого столкновения будет равна

v= P/(m1+m2)= 4.5/(0.5+1)= 3 м/с

3.определим скорость тепловоза спустя t = 60 c с допущением, что начальная скорость равна нулю

v = a t = 0.2*60 = 12 м/c

теперь определим мощность

N = A/t = (F S)/t = F v

так как движение равномерное, то сила тяги F численно равна силе трения Fтр = u N = u mg. тогда

N = u mg v = 0.005*2*10^(7)*12 = 1200000 Вт или 1.2 МВт

Answer 2

1. Кинетическая энергия - это энергия, связанная с движением тела. Она определяется формулой K = (1/2)mv^2, где m - масса тела, v - его скорость. Кинетическая энергия является относительной в том смысле, что её значение зависит от выбора относительной системы отсчёта.

Если рассматривать движение тела относительно неподвижной системы отсчёта, то его кинетическая энергия будет определена однозначно. Однако, если выбрать другую систему отсчёта, движущуюся со скоростью относительно первой, то кинетическая энергия тела будет иметь другое значение.

2. Перед неупругим столкновением сумма импульсов системы сохраняется. Можно записать уравнение сохранения импульса:

m1 * v1 + m2 * v2 = (m1 + m2) * v,

где m1 и m2 - массы шаров, v1 и v2 - их начальные скорости, v - скорость после столкновения.

Подставим значения:

0.5 кг * 7 м/с + 1 кг * 8 м/с = (0.5 кг + 1 кг) * v,

3.5 кг м/с + 8 кг м/с = 1.5 кг * v,

11.5 кг м/с = 1.5 кг * v.

Теперь найдем скорость v:

v = 11.5 кг м/с / 1.5 кг ≈ 7.67 м/с.

Таким образом, после неупругого столкновения оба шара будут двигаться со скоростью около 7.67 м/с.

Эта скорость будет направлена в направлении движения более тяжелого шара (массой 1 кг) до столкновения.

3. Чтобы определить среднюю мощность тепловоза, используем следующую формулу:

P = F * v,

где P - мощность, F - сила трения, v - скорость поезда.

Сначала найдем силу трения:

F = m * a,

где m - масса поезда, a - ускорение.

m = 2000 т = 2000 * 1000 кг = 2 000 000 кг.

a = 0.2 м/с².

F = 2 000 000 кг * 0.2 м/с² = 400 000 Н.

Теперь найдем скорость поезда в м/с, зная, что 1 минута = 60 секунд:

v = a * t,

где t - время (в секундах) для достижения нужной скорости.

t = 1 мин = 60 с.

v = 0.2 м/с² * 60 с = 12 м/с.

Теперь можем найти мощность:

P = 400 000 Н * 12 м/с ≈ 4 800 000 Вт.

Средняя мощность тепловоза составляет около 4 800 000 Вт (ватт).