Тело массой m1 = 5.0 кг, движущееся со скоростью V1 = 6,4 м/с, сталкивается с неподвижным телом массой m2 = 5,8000000000001 кг. Считая удар абсолютно неупругим, найти:
1. скорость тел после столкновения
2. работу неконсервативных сил за время удара.
Другие предметы Университет Столкновения и закон сохранения импульса физические основы механики столкновение тел неупругий удар закон сохранения импульса работа неконсервативных сил скорость после столкновения масса тела механика университетская физика задачи по механике
Для решения задачи, давайте сначала разберемся с тем, что такое абсолютно неупругий удар. При абсолютно неупругом ударе два тела после столкновения движутся вместе с одной общей скоростью. Мы будем использовать закон сохранения импульса для нахождения скорости после удара.
1. Находим скорость тел после столкновения.Согласно закону сохранения импульса, импульс системы до столкновения равен импульсу системы после столкновения. Импульс (P) определяется как произведение массы на скорость.
Обозначим:
Теперь запишем уравнение сохранения импульса:
P до = P после
(m1 * V1 + m2 * V2) = (m1 + m2) * V'
Подставим известные значения:
(5.0 кг * 6.4 м/с + 5.8 кг * 0 м/с) = (5.0 кг + 5.8 кг) * V'
Посчитаем левую часть:
32.0 кг·м/с = 10.8 кг * V'
Теперь найдем V':
V' = 32.0 кг·м/с / 10.8 кг ≈ 2.96 м/с
Таким образом, общая скорость тел после столкновения составляет примерно 2.96 м/с.
2. Находим работу неконсервативных сил за время удара.Работа неконсервативных сил (A) определяется как разница между изменением кинетической энергии системы до и после столкновения.
Кинетическая энергия (K) рассчитывается по формуле:
K = 0.5 * m * V^2
Сначала найдем кинетическую энергию до столкновения:
K до = 0.5 * m1 * V1^2 + 0.5 * m2 * V2^2
K до = 0.5 * 5.0 кг * (6.4 м/с)^2 + 0.5 * 5.8 кг * (0 м/с)^2
K до = 0.5 * 5.0 * 40.96 + 0
K до = 10.0 * 20.48 = 204.8 Дж
Теперь найдем кинетическую энергию после столкновения:
K после = 0.5 * (m1 + m2) * (V')^2
K после = 0.5 * (5.0 кг + 5.8 кг) * (2.96 м/с)^2
K после = 0.5 * 10.8 кг * 8.76 ≈ 47.3 Дж
Теперь можем найти работу неконсервативных сил:
A = K после - K до
A = 47.3 Дж - 204.8 Дж = -157.5 Дж
Таким образом, работа неконсервативных сил за время удара составляет примерно -157.5 Дж.