С какой долей первоначальной механической энергии этих вагонов перейдет во внутреннюю энергию после их сцепки? Ответить в процентах.
Zhanna
Чтобы ответить на этот вопрос, нам необходимо знать первоначальную механическую энергию вагонов и внутреннюю энергию, которая образуется после их сцепки. Давайте разберемся пошагово.
Первоначальная механическая энергия системы – это энергия, которая связана с движением и положением вагонов относительно земли. Она определяется формулой:
где - механическая энергия, - масса вагонов и - скорость вагонов.
Когда вагоны сцепляются, происходит переход части механической энергии во внутреннюю энергию системы. Внутренняя энергия является энергией, связанной с внутренними движениями молекул и атомов вагонов.
Так как система вагонов закрытая (не воздействуют внешние силы), то механическая энергия должна сохраняться. Поэтому, сумма механической и внутренней энергии после сцепки должна быть равна первоначальной механической энергии.
Таким образом, доля механической энергии, которая перейдет во внутреннюю энергию после сцепки, будет равна:
Теперь у нас остается расcчитать внутреннюю энергию системы.
Скорость после сцепки будет такой же для обоих вагонов, так как они сцеплены и движутся вместе. Используя закон сохранения импульса, можно записать:
,
где и - массы первого и второго вагонов соответственно, и - их первоначальные скорости, а - конечная скорость после сцепки.
После сцепки вагонов, образуется одна система с общей массой и конечной скоростью . Тогда внутренняя энергия системы может быть рассчитана так:
Теперь у нас есть выражения для первоначальной механической энергии ( ) и внутренней энергии после сцепки ( ), и мы можем найти долю:
Вычислив числовые значения массы вагонов ( и ), первоначальную скорость ( и ) и конечную скорость после сцепки ( ), мы можем получить конкретный числовой ответ.
Первоначальная механическая энергия системы – это энергия, которая связана с движением и положением вагонов относительно земли. Она определяется формулой:
где
Когда вагоны сцепляются, происходит переход части механической энергии во внутреннюю энергию системы. Внутренняя энергия является энергией, связанной с внутренними движениями молекул и атомов вагонов.
Так как система вагонов закрытая (не воздействуют внешние силы), то механическая энергия должна сохраняться. Поэтому, сумма механической и внутренней энергии после сцепки должна быть равна первоначальной механической энергии.
Таким образом, доля механической энергии, которая перейдет во внутреннюю энергию после сцепки, будет равна:
Теперь у нас остается расcчитать внутреннюю энергию системы.
Скорость после сцепки будет такой же для обоих вагонов, так как они сцеплены и движутся вместе. Используя закон сохранения импульса, можно записать:
где
После сцепки вагонов, образуется одна система с общей массой
Теперь у нас есть выражения для первоначальной механической энергии (
Вычислив числовые значения массы вагонов (
Знаешь ответ?