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:

\[Ек = \frac{1}{2}mv^2\]

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:

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

Теперь можем найти кинетическую энергию:

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

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:

\[0,3 \cdot 9,65 \, Дж \approx 2,89 \, Дж\]

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:

\[\Delta EВ = Eк_{конечная} - Eк_{начальная}\]

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

\[\Delta EВ = 9,65 \, Дж - 0 \, Дж = 9,65 \, Дж\]

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.