Определите количество высвободившейся теплоты в результате соударения двух шаров массами 3 и 5 кг, движущихся навстречу

Буран

7

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон сохранения энергии и использовать формулу для кинетической энергии.

Кинетическая энергия вычисляется по формуле:
\[E_k = \frac{1}{2} m v^2\]
где \(m\) - масса объекта и \(v\) - его скорость.

Определим кинетическую энергию для каждого шара:

Для первого шара (масса 3 кг):
\[E_{k1} = \frac{1}{2} \cdot 3 \cdot (2)^2 = 3 \cdot 2^2 = 3 \cdot 4 = 12 \, \text{Дж}\]

Для второго шара (масса 5 кг):
\[E_{k2} = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot (2)^2 = 5 \cdot 2^2 = 5 \cdot 4 = 20 \, \text{Дж}\]

Теперь предположим, что шары абсолютно упруго сталкиваются друг с другом, что означает, что при соударении кинетическая энергия полностью передается от одного шара другому.

Общая кинетическая энергия передаваемая от первого шара ко второму шару:
\[E_{k1 \rightarrow 2} = E_{k1} + E_{k2} = 12 \, \text{Дж} + 20 \, \text{Дж} = 32 \, \text{Дж}\]

Также, поскольку теплота является формой энергии, которая выделяется или поглощается при переходе системы из одного состояния в другое, мы можем сказать, что высвободившаяся теплота равна общей кинетической энергии передаваемой от первого шара ко второму шару при соударении:
\[Q = 32 \, \text{Дж}\]

Таким образом, количество высвободившейся теплоты в результате соударения двух шаров массами 3 и 5 кг, движущихся навстречу друг другу с одинаковой скоростью 2 м/с, составляет 32 Дж.