Какое изменение внутренней энергии шаров происходит при центральном неупругом ударе, если шар массой 4 кг движется со скоростью 5 м/с навстречу шару массой 1 кг, и после удара общая скорость шаров составляет 3 м/с в том же направлении, что и скорость первого шара до удара? Считать, что вся выделившаяся при соударении энергия перешла во внутреннюю энергию шаров.

Физика 10 класс Законы сохранения импульса и энергии в неупругих столкновениях внутренняя энергия центральный неупругий удар физика шар масса скорость соударение изменение энергии Новый

Чтобы рассчитать изменение внутренней энергии шаров при центральном неупругом ударе, нам нужно выполнить несколько шагов. Давайте разберем задачу по этапам.

1. Определим начальные параметры шаров:

• Масса первого шара (m1) = 4 кг
• Скорость первого шара (v1) = 5 м/с
• Масса второго шара (m2) = 1 кг
• Скорость второго шара (v2) = -5 м/с (так как он движется навстречу первому шару)

2. Рассчитаем начальную кинетическую энергию каждого шара:

• Кинетическая энергия первого шара (KE1) = 0.5 * m1 * v1^2 = 0.5 * 4 * 5^2 = 50 Дж
• Кинетическая энергия второго шара (KE2) = 0.5 * m2 * v2^2 = 0.5 * 1 * (-5)^2 = 12.5 Дж

3. Найдем общую начальную кинетическую энергию:

Общая начальная кинетическая энергия (KE_initial) = KE1 + KE2 = 50 + 12.5 = 62.5 Дж

4. Рассчитаем общую кинетическую энергию после удара:

• Общая скорость после удара (v_final) = 3 м/с
• Общая масса системы (m_total) = m1 + m2 = 4 + 1 = 5 кг
• Кинетическая энергия после удара (KE_final) = 0.5 * m_total * v_final^2 = 0.5 * 5 * 3^2 = 22.5 Дж

5. Теперь найдем изменение кинетической энергии:

Изменение кинетической энергии (Delta KE) = KE_final - KE_initial = 22.5 - 62.5 = -40 Дж

6. Поскольку вся выделившаяся при соударении энергия перешла во внутреннюю энергию, изменение внутренней энергии будет равно по модулю изменению кинетической энергии:

Изменение внутренней энергии (Delta U) = -Delta KE = 40 Дж

Ответ: Изменение внутренней энергии шаров при центральном неупругом ударе составляет 40 Дж. Это означает, что внутренние энергии шаров увеличились на 40 Дж в результате удара.