Решить задачу, физика. Исследование законов сохранения энергии при упругом и неупругом соударениях двух тел Шар массой m1 движется со скоростью υ01 навстречу шару с массой m2, движущемуся со скоростью υ02. Найдите величину изменения кинетической энергии системы шаров ΔWк после неупругого центрального удара. Постройте графическую зависимость ΔWк = f(m2) m1, кг 2 υ01, м/с 3 m2, кг 3 υ02, м/с 1
Для неупругого центрального удара можно использовать законы сохранения импульса и энергии.
Запишем закон сохранения импульса: m1υ01 + m2υ02 = (m1 + m2)υ' где υ' - скорость системы после удара.
Запишем закон сохранения энергии: Wк1 + Wк2 = W'к + Q где Wк1 - кинетическая энергия первого шара до удара, Wк2 - кинетическая энергия второго шара до удара, W'к - кинетическая энергия системы после удара, Q - работа сил внутреннего трения.
После удара скорость системы будет равна υ' = (m1υ01 + m2υ02) / (m1 + m2) Тогда изменение кинетической энергии системы будет равно: ΔWк = W'к - (Wк1 + Wк2) = 0.5(m1 + m2)υ'^2 - 0.5m1υ01^2 - 0.5m2υ02^2
Для неупругого центрального удара можно использовать законы сохранения импульса и энергии.
Запишем закон сохранения импульса:
m1υ01 + m2υ02 = (m1 + m2)υ'
где υ' - скорость системы после удара.
Запишем закон сохранения энергии:
Wк1 + Wк2 = W'к + Q
где Wк1 - кинетическая энергия первого шара до удара,
Wк2 - кинетическая энергия второго шара до удара,
W'к - кинетическая энергия системы после удара,
Q - работа сил внутреннего трения.
После удара скорость системы будет равна υ' = (m1υ01 + m2υ02) / (m1 + m2)
Тогда изменение кинетической энергии системы будет равно:
ΔWк = W'к - (Wк1 + Wк2) = 0.5(m1 + m2)υ'^2 - 0.5m1υ01^2 - 0.5m2υ02^2
Подставим значения и решим:
m1 = 2 кг, υ01 = 3 м/с, m2 = 3 кг, υ02 = 1 м/с
υ' = (23 + 31) / (5) = 1.8 м/с
ΔWк = 0.551.8^2 - 0.523^2 - 0.531^2 = 1.8 Дж
Таким образом, после неупругого центрального удара изменение кинетической энергии системы составляет 1.8 Дж.
Чтобы построить графическую зависимость ΔWк = f(m2), можно провести вычисления для разных значений m2 и построить соответствующий график.