- Банк заданий
- Физика
- Задание 44008
Задание №44008 ЕГЭ по Физике
По горизонтальному желобу катятся два свинцовых шара, один из низ имеет массу 5 кг и катится со скоростью 10 м/с, другой шар весит 3,5 кг, и его вектор скорости сонаправлен с вектором скорости первого. Когда первый шар нагоняет второй, происходит неупругое столкновение, и их скорость становится равна 3 м/с. Чему равна энергия, выделившаяся при ударе? Какие законы Вы используете для описания неупругого столкновения шаров? Обоснуйте их применение к данному случаю.
Решение:
Обоснование.
Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной. Шарики движутся поступательно, поэтому примем их за материальные точки.
Все внешние силы, действующие на систему двух шариков в момент столкновения, направлены вертикально (силы тяжести и сила реакции опоры), а значит сумма их проекций на горизонтальную ось равна нулю. Значит, в ИСО можно применить закон сохранения импульса в проекции на горизонтальную ось.
Поскольку непотенциальные силы реакции опоры, действующие на каждый из шаров, в любой точке их траектории перпендикулярны векторам скорости, то их работа равна нулю, а значит работа всех непотенциальных сил, действующих на тела, также обращается в ноль. Так как часть кинетической энергии при соударении переходит в тепло, то в ИСО можно воспользоваться законом превращения энергии.
Перейдем к решению.
Суммарная энергия шаров до соударения равна сумме их кинетических энергий:
По закону сохранения импульса
откуда
После соударения кинетическая энергия системы равна
Из закона сохранения энергии, величина энергии, выделившейся при соударении равна
Дж.
Ответ: 297,5 Дж
Источник: NeoFamily