Каково количество выделившейся теплоты в результате неупругого удара?

Vsevolod

61

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать законы сохранения энергии. Неупругий удар - это столкновение, в результате которого кинетическая энергия потеряна, а тепловая энергия создается. Формула, которую мы можем использовать для расчета количества выделившейся теплоты, выглядит следующим образом:

\[Q = \frac{1}{2}m(v_2^2 - v_1^2)\]

Где:
Q - количество выделившейся теплоты,
m - масса тела, участвующего в столкновении,
\(v_1\) - начальная скорость этого тела,
\(v_2\) - конечная скорость этого тела.

Давайте рассмотрим пример для лучшего понимания:

Предположим, у нас есть мяч массой 0,5 кг, который движется со скоростью 10 м/с. Он сталкивается с стенкой и остановился. Чтобы найти количество выделившейся теплоты в этом случае, нам нужно знать конечную скорость мяча.

Пусть конечная скорость мяча будет 0 м/с. Теперь мы можем использовать формулу:

\[Q = \frac{1}{2} \cdot 0.5 \cdot (0 - 10)^2\]

Расчитаем:

\[Q = \frac{1}{2} \cdot 0.5 \cdot (-10)^2\]

\[Q = \frac{1}{2} \cdot 0.5 \cdot 100\]

\[Q = 0.25 \cdot 100\]

\[Q = 25 \, \text{Дж}\]

Таким образом, количество выделившейся теплоты в результате неупругого удара составляет 25 Дж. Эта энергия была преобразована из кинетической энергии мяча в тепловую энергию при столкновении с стенкой.