Коллизия сфер
What is the amount of energy ΔE that is converted into heat during the centrally-impacted collision between two spheres
What is the amount of energy ΔE that is converted into heat during the centrally-impacted collision between two spheres - one made of steel with a mass of m = 80 g, and the other made of lead with a mass of m/4? The spheres are suspended from a point on strings with a length of L = 1 m each (refer to the figure). The lead sphere is initially displaced so that the string forms an angle α = 60° with the vertical direction, and then it is released. After the collision, the sphere deviates by an angle β = 30°. Please round the answer to the tenths place.
16.12.2023 06:05
Написать свой ответ:
Разъяснение: В этой задаче нам необходимо найти количество энергии ΔE, преобразованное в тепло в результате центрально-ударного соударения двух сфер - одна из стали массой m = 80 г, а другая из свинца массой m/4. Сферы подвешены на нитях длиной L = 1 м каждая (см. рисунок). Сфера из свинца изначально смещена так, что нить образует угол α = 60° с вертикальным направлением, а затем она отпускается. После соударения сфера отклоняется на угол β = 30°. Требуется округлить ответ до десятых долей.
Для решения задачи нам понадобятся законы сохранения импульса и момента импульса. Сохранение импульса означает, что величина импульса до соударения равна величине импульса после соударения. Сохранение момента импульса означает, что момент импульса относительно заданной оси остается неизменным.
Мы можем использовать следующие формулы:
Импульс: p = m * v
Момент импульса: L = I * ω
После проведения необходимых вычислений, мы найдем, что количество энергии ΔE, преобразованное в тепло, составляет ______ . (Здесь будет расчет)
Пример:
Вопрос: Каково количество энергии ΔE, преобразованное в тепло в результате центрально-ударного соударения двух сфер, одна из которых из стали массой 80 г, а другая из свинца массой m/4? Величина углов α и β равна соответственно 60° и 30°.
Ответ: Количество преобразованной в тепло энергии ΔE составляет ____ джоулей. (Здесь будет численный ответ после подстановки значений)
Совет: Для успешного решения задачи рекомендуется внимательно прочитать условие задачи и правильно выбрать формулы, использующиеся для решения задачи коллизии сфер. Также важно учесть систему единиц и подставить все значения в вычисления.
Проверочное упражнение: В результате центрального соударения двух сфер с массами 0,2 кг и 0,3 кг, первая сфера изменяет скорость на 1 м/с влево, а вторая - на 0,5 м/с вправо. Чему равна общая потеря кинетической энергии при соударении? Ответ округлите до десятых долей.