1.5.3. Хлопчик кинув горизонтально м'яч із вікна, яке знахо- диться на висоті 20 м від поверхні землі. Визначте початкову швидкість руху м'яча, якщо до моменту удару об землю модуль переміщення м'яча дорівнював 25 м.
Запишем формулу кинетической энергии в малекулярной физике . Нам неизвестна температура, её мы выражаем из уравнения Менделеева-Клайперона ⇒ из данной формулы выражаем температуру ⇒ подставив данную формулу в формулу кинетической энергии
R - универсальная газовая постоянная = 8,31 Дж/моль*К.
Объяснение:
о системе отсчета ничего не сказано, поэтому я выбираю систему отсчета связанную с центром масс системы, в которой по определению
m1*x1+m2*x2=0
если взять производную от этого выражения то увидим
что в системе центра масс первоначальные скорости удовлетворяют уравнению
m1*v1+m2*v2=0 - суммарный импульс равен нулю
по закону сохранения импульса - суммарный конечный импульс тоже равен нулю.
m1*u1+m2*u2=0
до абсолютно упругого соударения, в момент максимального сжатия пружин, после абсолютно упругого соударения - энергия постоянна
m1*v1^2/2+m2*v2^2/2=Ep=m1*u1^2/2+m2*u2^2/2
решим систему
m1*u1+m2*u2=0
Ep=m1*u1^2/2+m2*u2^2/2
u1=-u2*(m2/m1)
Ep=m1*u1^2/2+m2*u2^2/2=m1*(m2/m1)^2*u2^2/2+m2*u2^2/2 =
= (m1*(m2/m1)^2+m2)*u2^2/2=m2* ((m2/m1)+1)*u2^2/2
u2=корень(2*Ep/(m2* ((m2/m1)+1)))
(в этом месте взят корень со знаком плюс, что соответствует удалению второго вагона от точки соударения)
u1=-u2*(m2/m1)=-корень(2*Ep/(m1* ((m1/m2)+1)))
скорость увеличения расстояния
u2-u1=
=корень(2*Ep/(m2* ((m2/m1)+1)))+корень(2*Ep/(m1* ((m1/m2)+1)))=
=корень(2*7000/(55000* ((55000/45000)+1)))+корень(2*7000/(45000* ((45000/55000)+1))) м/с =
=корень(2*7/(55* ((55/45)+1)))+корень(2*7/(45* ((45/55)+1))) м/с =
=корень(2*7*9/(55*20))+корень(2*7*11/(45* 20)) м/с =
=корень(7*9/550)+корень(7*11/450) м/с =
=0,752101... м/с ~ 0,75 м/с - это ответ
Запишем формулу кинетической энергии в малекулярной физике . Нам неизвестна температура, её мы выражаем из уравнения Менделеева-Клайперона ⇒ из данной формулы выражаем температуру ⇒ подставив данную формулу в формулу кинетической энергии
R - универсальная газовая постоянная = 8,31 Дж/моль*К.
k - постоянная Больцмана = 1,38*10⁻²³ Дж/К.
V - объём = 1 м³.
p - давление = 1,5*10⁵ Па.
N - число малекул = 2*10²⁵.
Na - число авагадро = 6*10²³ моль₋₁
Подставляем численные данные и вычисляем ⇒
Джоуль.
ответ: Дж.