КАКОЕ КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ ВЫДЕЛИЛОСЬ ПРИ СОУДАРЕНИИ?

Тема занятия: Количество выделенной теплоты при соударении

Инструкция:
Когда два объекта сталкиваются друг с другом и происходит соударение, происходит обмен энергией между этими объектами. Выделяющаяся при соударении теплота определяется как изменение кинетической энергии объектов.

При полностью упругом соударении, кинетическая энергия сохраняется и не превращается в другие формы энергии. В этом случае, сумма кинетических энергий объектов до соударения будет равна сумме их кинетических энергий после соударения.

Количество выделенной теплоты можно определить как разность между кинетической энергией перед соударением и кинетической энергией после соударения. Если сумма кинетических энергий после соударения меньше суммы кинетических энергий до соударения, теплота будет положительной. Это означает, что при соударении выделилось тепло.

Например:
Пусть первый объект имеет массу 2 кг и скорость 4 м/с, второй объект имеет массу 3 кг и скорость 3 м/с. Какое количество теплоты выделилось при их соударении?

Решение:
Первый объект: масса (m₁) = 2 кг, скорость (v₁) = 4 м/с
Второй объект: масса (m₂) = 3 кг, скорость (v₂) = 3 м/с

Суммарная кинетическая энергия до соударения:
E₁ = (1/2) * m₁ * v₁² + (1/2) * m₂ * v₂²
= (1/2) * 2 * 4² + (1/2) * 3 * 3²
= 8 + 13.5
= 21.5 Дж

Суммарная кинетическая энергия после соударения:
E₂ = (1/2) * (m₁ + m₂) * v₃², где v₃ - конечная скорость после соударения (предположим, что энергия сохраняется полностью)
= (1/2) * (2 + 3) * v₃²
= (1/2) * 5 * v₃²

Количество выделенной теплоты:
Q = E₁ - E₂
= 21.5 - (1/2) * 5 * v₃²

Совет: Для лучшего понимания концепции выделения теплоты при соударении, рекомендуется изучить законы сохранения энергии, особенно законы сохранения механической энергии.

Проверочное упражнение: Если первый объект имеет массу 5 кг и скорость 6 м/с, а второй объект имеет массу 2 кг и скорость 8 м/с, какое количество теплоты выделилось при их соударении? (Предположите полностью упругое соударение).