Question

Шарик вертикально падает на горизонтальную поверхность и после соударения подскакивает на высоту h. какое количество теплоты выделится при соударении, если скорость шарика v, масса шарика m и ускорение свободного падения g. сопративление воздуха не учитывать.

Answer 1

Кинетическая энергия шарика перед ударом перейдет частью в тепло, частью в кинетическую энергию после удара, которая трансформируется в итоге в потенциальную, так что

$mv^2/2 = Q + mgh\\ Q = mv^2/2 - mgh$

Answer 2

Добрый день! Я буду рад выступить в роли вашего школьного учителя и помочь вам разобраться с данным вопросом.

Чтобы решить эту задачу, нам потребуется использовать законы сохранения механической энергии. Механическая энергия состоит из кинетической энергии (связанной с движением) и потенциальной энергии (связанной с положением тела).

Перед соударением с поверхностью у шарика имеется только потенциальная энергия, которая равна m * g * h, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения, h - высота, на которую шарик подскакивает после соударения.

После соударения шарик возвращается на ту же самую высоту h, только уже с некоторой скоростью. При этом, часть его потенциальной энергии будет преобразована в кинетическую энергию. Таким образом, можно сказать, что разность потенциальной энергии до и после соударения составляет количество энергии, выделенное при соударении.

Разность потенциальной энергии равна m * g * h до соударения минус m * g * h после соударения. То есть, количество выделенной теплоты можно выразить следующим образом:

Выделенная теплота = m * g * h - m * g * h

После сокращения получаем:

Выделенная теплота = 0

Таким образом, при данном соударении не выделяется никакое количество теплоты.

Отметим, что такой результат возможен только при условии, что вся энергия преобразуется именно в потенциальную и кинетическую энергию, а сопротивление воздуха при этом не учитывается.

Надеюсь, ответ был понятен и подробен для вас! Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать.