Какое изменение внутренней энергии системы поезд-рельсы произойдет в результате торможения и полной остановки поезда

Апельсиновый_Шериф

62

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. Зная начальную кинетическую энергию поезда и его массу, мы сможем вычислить изменение внутренней энергии системы.

Начнем с вычисления начальной кинетической энергии (КЭ) поезда. Для этого мы можем использовать следующую формулу:

\[КЭ = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\]

Где:
\(m\) - масса поезда,
\(v\) - скорость поезда.

Давайте переведем скорость поезда из км/ч в м/с:

\(v = \frac{72 \ km/h \cdot 1000 \ m/km}{3600 \ s/h} = 20 \ м/с\)

Теперь вычислим начальную кинетическую энергию поезда:

\[КЭ = \frac{1}{2} \cdot 600 \ т \cdot (20 \ м/с)^2 = 120000 \ Дж\]

Теперь рассмотрим состояние поезда после торможения и полной остановки. При остановке поезда, его скорость становится равной нулю. Следовательно, его кинетическая энергия также становится равной нулю.

Таким образом, изменение внутренней энергии (\(\Delta U\)) системы можно вычислить следующим образом:

\[\Delta U = КЭ_{конечное} - КЭ_{начальное}\]

Поскольку \(КЭ_{конечное} = 0\) (так как поезд полностью остановился), мы можем записать:

\[\Delta U = 0 - 120000 \ Дж = -120000 \ Дж\]

Ответ: Изменение внутренней энергии системы поезд-рельсы после торможения и полной остановки равно -120000 Дж.