Тема . №22 Механика. МКТ и термодинамика (Расчетная задача)

.05 Законы сохранения в механике

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №22 механика. мкт и термодинамика (расчетная задача)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#14408

Шар массой m1 =5  кг со скоростью v1 = 3  м/с врезается в неподвижный шар массой m2 = 10  кг. В результате их упругого столкновения второй шар приобрел скорость, а первый отскочил в обратном направлении. Найдите кинетическую энергию первого шара после столкновения.

Показать ответ и решение

Запишем систему, состоящую из закона сохранения импульса и закона сохранения энергии

(
{p⃗1 = ⃗pk1+ p⃗k2
(E1 = Ek1+ Ek2

Запишем систему с учетом проекций векторов

(
{p1 =− pk1 +pk2
(E1 = Ek1+ Ek2

Где p1  и E1  – импульс и кинетическая энергия первого шара до столкновения, pk1  и Ek1  – импульс и кинетическая энергия первого шара после столкновения, а pk2  и Ek2  – импульс и кинетическая энергия второго шара после столкновения. Импульс находится по формуле:

p= mv  (1)

А кинетическая энергия тела:

    mv2
E = -2-- (2)

Подставим (1) и (2) в систему с учетом индексов

(
|{ m1v1 = − m1vk1+ m2vk2
  m1v2   m1v2   m2v2
|( --21-= --2k1+ --2-k2

Умножим на 2 второе уравнение

({
  m1v1 = − m1vk1+ m2vk2
( m1v21 = m1v2k1 +m2v2k2

Перенесем с m1  в одну сторону, а с m2  в другую и вынесем массы за скобку

({
 m1(v1+ vk1) =m2vk2
(m1(v21 − v2k1) =m2v2k2

Во втором уравнении преобразуем разность квадратов

(
{ m1(v1+vk1)= m2vk2 (1)
( m1((v1− vk1)(v1+ vk1))= m2v2k2 (2)

Поделим (2) на (1)

                         2
m1((v1−-vk1)(v1+-vk1))= m2v-k2 ⇒ vk2 = v1− vk1 (3)
    m1 (v1+ vk1)       m2vk2

Подставим (3) в (1) и выразим v
k1

                              v1(m1 − m2)
m1(v1+ vk1)= m2(v1− vk1) ⇒ vk1 = -m2-+-m1--  (4)

Подставим (4) в формулу для нахождения кинетической энергии первого шара после столкновения

     m1v2(m2 − m1)2  5 кг  9 м2/c2 (10 кг− 5 кг)2
Ek1 =--2(m12-+-m1)2--= ------2(10-кг+-5 кг)2-----= 2,5 Дж
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

2

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: закон сохранения импульса в векторной форме и в проекции на координатную ось, закон изменения и сохранения механической энергии, формула импульса материальной точки, формула кинетической энергии материальной точки);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования,

приводящие к правильному ответу;

IV) представлен правильный ответ

Правильно записаны все необходимые положения теории,

1

физические законы, закономерности, и проведены преобразования,

направленные на решение задачи, но имеется один или несколько

из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения

и не зачёркнуты.

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях допущены

ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены

логически важные шаги.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе

в записи единиц измерения величины)

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1 или 2 балла

Максимальный балл

2

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!