Тело массой m1 = 2.2 кг, движущееся со скоростью V1 = 3.4000000000000004 м/с, сталкивается с неподвижным телом массой m2 = 5.2 кг. Считая удар абсолютно неупругим, найти:
1. скорость тел после столкновения
2. работу неконсервативных сил за время удара.
Другие предметыКолледжТемы: Удары и импульсфизические основы механикиколледжстолкновение телабсолютно неупругий ударскорость после столкновенияработа неконсервативных сил
Для решения задачи о столкновении тел в абсолютно неупругом ударе, нам нужно использовать закон сохранения импульса. В этом случае два тела после столкновения движутся как одно целое с общей скоростью.
Шаг 1: Найдем скорость тел после столкновения.
По закону сохранения импульса, сумма импульсов до столкновения равна сумме импульсов после столкновения. Импульс определяется как произведение массы на скорость.
Суммарный импульс до столкновения:
P_total_initial = P1 + P2 = 7.48 кг·м/с + 0 кг·м/с = 7.48 кг·м/с.
После столкновения, оба тела движутся с общей скоростью V после удара:
P_total_final = (m1 + m2) * V.
По закону сохранения импульса:
P_total_initial = P_total_final.
Подставим значения:
7.48 кг·м/с = (2.2 кг + 5.2 кг) * V.
7.48 кг·м/с = 7.4 кг * V.
Теперь найдем V:
V = 7.48 кг·м/с / 7.4 кг ≈ 1.011 м/с.
Ответ на пункт 1: Скорость тел после столкновения составляет примерно 1.011 м/с.
Шаг 2: Найдем работу неконсервативных сил за время удара.
Работа неконсервативных сил равна изменению кинетической энергии системы до и после столкновения.
Кинетическая энергия (КЭ) рассчитывается по формуле:
KE = 0.5 * m * V^2.
Кинетическая энергия до столкновения:
Суммарная кинетическая энергия до столкновения:
KE_total_initial = KE1 + KE2 = 12.59 Дж + 0 Дж = 12.59 Дж.
Кинетическая энергия после столкновения:
KE_final = 0.5 * (m1 + m2) * V^2 = 0.5 * (2.2 кг + 5.2 кг) * (1.011 м/с)^2 ≈ 3.59 Дж.
Теперь найдем работу неконсервативных сил:
W = KE_total_final - KE_total_initial.
W = 3.59 Дж - 12.59 Дж = -9 Дж.
Ответ на пункт 2: Работа неконсервативных сил за время удара составляет -9 Дж. Отрицательное значение указывает на то, что система потеряла кинетическую энергию в результате столкновения.