Скорость брошенного мяча непосредственно перед ударом об абсолютно гладкую стену была вдвое больше его скорости сразу после удара. Какое количество теплоты выделилось при ударе, если перед ударом кинетическая энергия мяча была равна 20 Дж? (Ответ дайте в джоулях.)
💡 Пошаговый разбор и решение:
Кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости. Поскольку скорость после удара уменьшилась в 2 раза, кинетическая энергия мяча уменьшилась в 4 раза и стала равна 5 Дж. По закону сохранения количество теплоты, выделившееся после удара, равняется убыли кинетической энергии:
$Q=\left| \Delta E_кин |=E_кин в степени ( 1 ) - E_кин ^2 =20Дж - 5Дж=15Дж$
Ответ: 15.
Примечание.
Для приведенного здесь решения задачи существенно, что стенка, о которую ударяется мяч, абсолютно гладкая. Действительно, в противном случае на мяч во время удара может дейстовать еще и сила трения со стороны стенки, которая приведет к тому, что мяч после удара будет вращаться, поэтому кинетическая энергия шара после удара будет состоять из энергии поступательного и вращательного движений. Следовательно, судить о величине выделившегося тепла будет невозможно.
$Q=\left| \Delta E_кин |=E_кин в степени ( 1 ) - E_кин ^2 =20Дж - 5Дж=15Дж$
Ответ: 15.
Примечание.
Для приведенного здесь решения задачи существенно, что стенка, о которую ударяется мяч, абсолютно гладкая. Действительно, в противном случае на мяч во время удара может дейстовать еще и сила трения со стороны стенки, которая приведет к тому, что мяч после удара будет вращаться, поэтому кинетическая энергия шара после удара будет состоять из энергии поступательного и вращательного движений. Следовательно, судить о величине выделившегося тепла будет невозможно.
Правильный ответ:
15
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 106406 • Задание №15
[рис.] Протон p имеет скорость υ, направленную горизонтально вдоль прямого длинного проводника с током I (см. ...
ID 106794 • Задание №17
Монохроматический свет с длиной волны λ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Фотоэлектроны тормо...
🔗 Другие задания линии №3 по предмету Физика:
ID 102771
Камень массой 1 кг брошен вертикально вверх с начальной скоростью 4 м/с. На сколько увеличится...
ID 102772
Растянутая на 2 см стальная пружина обладает потенциальной энергией упругой деформации 4 Дж. На...
ID 102773
Мальчик столкнул санки с вершины горки. Сразу после толчка санки имели скорость 5 м/с. Высота ...
ID 102774
Мальчик столкнул санки с вершины горки. Сразу после толчка санки имели скорость $5м/с$ а у подн...
ID 102775
Мальчик столкнул санки с вершины горки. Высота горки 10 м, у ее подножия скорость санок равняла...