Анастасия3 года назад
Количество теплоты ЕТ, которое выделилось в результате удара мяча об пол, равно изменению полной механической энергии мяча ∆Е.
ЕТ = |∆Е|.
До падения кинетическая энергия мяча равна нулю, а потенциальная энергия мяча равна E1 = mgh, где m ― масса мяча m = 0,1 кг, g ― ускорение свободного падения g = 10 м/с2, h ― высота, с которой упал мяч h = 1,6 м.
За мгновение до контакта с поверхностью пола, и преобразования части механической энергии мяча в тепловую, потенциальная энергия мяча равна нулю, а кинетическая энергия мяча равна Е2 = mv22/2, где v2 ― скорость мяча перед контактом с полом.
Согласно закону сохранения энергии для мяча:
E2 = E1;
mv22/2 = mgh.
Скорость мяча до контакта с полом равна v2 = кор2gh
Импульс мяча до контакта с полом равен p2 = mv2. После удара импульс мяча уменьшился на 10% т. е. стал равен p3 = 0,9p2. Масса мяча постоянна, следовательно, после удара о пол на 10% уменьшилась скорость мяча и стала равна:
v3 = v2 - 0,1v2 = 0,9кор2gh
Кинетическая энергия мяча сразу после удара о пол равна:
E3 = mv3 ^2/2= 0,81mgh.
Изменение полной механической энергии мяча равно:
∆E = E3 – E1 = 0,81mgh – mgh = mgh(0,81 – 1) = –0,19mgh.
В результате удара мяча о пол выделилось количество теплоты, равное:
ET = |∆E| = |–0,19mgh| = 0,19mgh.
ET = 0,19 ∙ 0,1(кг) ∙ 10(м/с2) ∙ 1,6(м) = 0,304 Дж.