Question

4. Тележка массой 0,8 кг движется по инерции со скоростью 2,5 м/с. На тележку с высоты 50 см вертикально падает кусок пластилина массой 0,2 кг и прилипает к ней. Рассчитайте энергию, которая перешла во внутреннюю при этом ударе.

Answer 1

Найдем скорость тележки после неупругого удара:
m1*V1=(m1+m2)*V
V=m1*V1/m1+m2=0,8*2,5/(0,8+0,2)=2 м/с
Полная механическая энергия тел до удара E1=m1*V1^2/2+m2*g*h=0,8*6,25/2+0,2*10*0,5=3,5 Дж
Полная механическая энергия после удара E2=(m1+m2)*V^2/2=(0,8+0,2)*4/2=2 Дж
Во внутреннюю энергию Q=E1-E2=1,5 Дж 

Answer 2

Для рассчета энергии, которая перешла во внутреннюю при ударе, можно воспользоваться законом сохранения механической энергии. Закон сохранения энергии гласит, что сумма начальной механической энергии и работы внешних сил равна конечной механической энергии системы.

Начнем с начальной механической энергии системы до удара. Начальная механическая энергия состоит из кинетической энергии тележки и потенциальной энергии куска пластилина:

Начальная механическая энергия = Кинетическая энергия тележки + Потенциальная энергия пластилина

1. Кинетическая энергия тележки: KE_t1 = (1/2) * масса_тележки * скорость^2 KE_t1 = (1/2) * 0.8 кг * (2.5 м/с)^2

2. Потенциальная энергия пластилина: PE_p1 = масса_пластилина * ускорение_свободного_падения * высота PE_p1 = 0.2 кг * 9.81 м/с^2 * 0.5 м

Теперь рассчитаем конечную механическую энергию системы после удара. После удара кусок пластилина прилипает к тележке, и они движутся как одно целое.

Конечная механическая энергия = Кинетическая энергия их совместного движения

3. Кинетическая энергия системы после удара: KE_total2 = (1/2) * (масса_тележки + масса_пластилина) * скорость^2 KE_total2 = (1/2) * (0.8 кг + 0.2 кг) * (2.5 м/с)^2

Теперь мы можем рассчитать изменение механической энергии:

Изменение механической энергии = Конечная механическая энергия - Начальная механическая энергия

Изменение механической энергии = KE_total2 - (KE_t1 + PE_p1)

Теперь вычислим это значение:

Изменение механической энергии = KE_total2 - (KE_t1 + PE_p1) Изменение механической энергии = KE_total2 - [(1/2) * 0.8 кг * (2.5 м/с)^2 + 0.2 кг * 9.81 м/с^2 * 0.5 м]

После вычислений, вы получите изменение механической энергии, которая перешла во внутреннюю при ударе.