Шарик, двигающийся со скоростью v по гладкой горизонтальной поверхности, сталкивается с лежащим неподвижно на

Тема вопроса: Закон сохранения энергии и переход энергии в теплоту

Разъяснение:
Для решения данной задачи нам понадобится использовать закон сохранения энергии. Согласно данному закону, в системе, где отсутствуют внешние силы, сумма кинетической и потенциальной энергий остается постоянной.

1) *Когда шарик скользит*:
Перед столкновением у шарика есть только кинетическая энергия, которая выражается формулой: K = (1/2)mv^2, где m - масса шарика, v - его скорость.
После столкновения шарик останавливается, значит, вся его кинетическая энергия переходит в теплоту. Таким образом, часть первоначальной кинетической энергии шарика, перешедшая в теплоту, составит 100%.

2) *Когда шарик катится*:
Перед столкновением у шарика есть как кинетическая, так и потенциальная энергия. Потенциальная энергия, связанная с высотой положения шарика над поверхностью, выражается формулой: P = mgh, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения, h - высота.
Кинетическая энергия перед столкновением: K = (1/2)mv^2
После столкновения шарик перестает двигаться, поэтому его кинетическая энергия становится равной нулю. Вся кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию кубика. Таким образом, часть первоначальной кинетической энергии шарика, перешедшая в теплоту, составит (1 - P/K) * 100%, где P - потенциальная энергия кубика.

Демонстрация:
Дана масса шарика (m) = 0,5 кг, его скорость перед столкновением (v) = 10 м/с, и его высота над поверхностью (h) = 2 м. Рассчитаем часть первоначальной кинетической энергии шарика, перешедшую в теплоту, когда шарик скользит и когда шарик катится.

1) Когда шарик скользит:
K = (1/2) * m * v^2 = (1/2) * 0,5 * 10^2 = 25 Дж
Таким образом, вся кинетическая энергия (25 Дж) перешла в теплоту.

2) Когда шарик катится:
K = (1/2) * m * v^2 = (1/2) * 0,5 * 10^2 = 25 Дж
P = m * g * h = 0,5 * 9,8 * 2 = 9,8 Дж
Таким образом, часть первоначальной кинетической энергии, перешедшая в теплоту, составит (1 - 9,8/25) * 100% = 60,8%

Совет:
Для лучшего понимания данной задачи, рекомендуется изучить закон сохранения энергии и узнать, как связана кинетическая и потенциальная энергия.

Ещё задача:
Масса шарика (m) равна 1 кг, его скорость перед столкновением (v) равна 5 м/с, а его высота (h) над поверхностью равна 3 м. Рассчитайте, какая часть первоначальной кинетической энергии шарика перешла в теплоту, если шарик катится после столкновения. Ответ представьте в процентах. (Ответ округлите до десятых)