Сколько внутренней энергии увеличится в момент удара тела массой 10 кг с высоты 20 мм на землю, если

Для решения этой задачи нам понадобятся основы физики и формулы. Давайте разобьем задачу на шаги и решим каждый из них.

Шаг 1: Найдем кинетическую энергию тела, когда оно достигнет земли. Кинетическая энергия (Ек) вычисляется по формуле:

$$Ек=\frac{1}{2}m{v}^2$$

где m - масса тела, v - его скорость.

Первым делом нам нужно найти скорость тела, падающего с высоты h, используя формулу для свободного падения:

$$v=\sqrt{2gh}$$

где g - ускорение свободного падения (примерное значение 9,8 м/с²), h - высота падения.

В нашем случае у нас есть высота падения h = 20 мм = 0,02 м.

Подставим значения в формулу и найдем скорость:

$$v=\sqrt{2\cdot 9,8\cdot 0,02}\approx 1,39м/с$$

Теперь можем найти кинетическую энергию:

$$Ек=\frac{1}{2}\cdot 10\cdot (1,39{)}^2\approx 9,65Дж$$

Шаг 2: Найдем, сколько процентов кинетической энергии будет использоваться на нагревание тела. В задаче сказано, что 30% кинетической энергии будет потрачено на нагревание. Посчитаем 30% от полученной кинетической энергии:

$$0,3\cdot 9,65Дж\approx 2,89Дж$$

Таким образом, 2,89 Дж будет использовано на нагревание тела.

Шаг 3: Найдем, на сколько увеличится внутренняя энергия тела в момент удара. Внутренняя энергия (ΔEВ) вычисляется как разница между начальной и конечной кинетическими энергиями:

$$\mathrm{\Delta }EВ=E{к}_{конечная}-E{к}_{начальная}$$

Изначально тело было покоющимся, поэтому его начальная кинетическая энергия равна 0. Конечная кинетическая энергия равна 9,65 Дж.

$$\mathrm{\Delta }EВ=9,65Дж-0Дж=9,65Дж$$

Ответ: Внутренняя энергия тела увеличится на 9,65 Дж в момент удара. При этом 30% от его кинетической энергии, то есть около 2,89 Дж, будет использовано на нагревание.