Какую массу имеет пластилиновый шарик, если он прилетел и прилип к доске, на которой уже висит доска массой 0,4 кг, и после соударения кинетическая энергия системы тел составила 0,25 дж?
Проверенное решение:
Для решения этой задачи, мы можем использовать законы сохранения механической энергии и импульса.
-
Сначала определим, какую кинетическую энергию имел пластилиновый шарик до удара. У нас есть начальная скорость шарика (10 м/с) и его масса (пусть это будет масса шарика, которую мы хотим найти).
-
Затем, после удара, система состоит из доски и шарика, висящих вместе. Мы знаем, что кинетическая энергия системы после соударения равна 0,25 дж.
-
По закону сохранения механической энергии:
Начальная кинетическая энергия + работа, совершенная внешними силами = Кинетическая энергия после соударения.
Эта работа равна нулю, так как шарик прилип к доске и не перемещается вертикально.
Таким образом, начальная кинетическая энергия = Кинетическая энергия после соударения.
-
Запишем уравнение для начальной кинетической энергии:
12mv2=0,25 Дж, frac{1}{2} m v^2 = 0,25 text{ Дж},
где mm — масса шарика, vv — его начальная скорость (10 м/с).
-
Решим это уравнение относительно массы mm:
m=2⋅кинетическая энергияv2. m = frac{2 cdot text{кинетическая энергия}}{v^2}.
-
Подставим известные значения:
m=2⋅0,25 Дж(10 м/с)2=0,5 Дж100 м2/с2=0,005 кг. m = frac{2 cdot 0,25 text{ Дж}}{(10 text{ м/с})^2} = frac{0,5 text{ Дж}}{100 text{ м}^2/text{с}^2} = 0,005 text{ кг}.
Итак, масса пластилинового шарика составляет 0,005 кг (или 5 граммов).