11 класс·высокий уровень

Какое количество теплоты Q выделится в системе в результате этого

Условие

Рисунок к задаче

В системе, изображенной на рисунке, масса левого груза, лежащего на гладкой горизонтальной плоскости, равна m = 2 кг. Масса правого груза, скользящего по плоскости со скоростью V = 2 м/с, равна M = 3 кг. Грузы соединены неупругим невесомым ненатянутым вначале шнуром, таким, что после его натяжения скорости грузов выравниваются. Какое количество теплоты Q выделится в системе в результате этого выравнивания скоростей грузов? Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решениязадачи выбранным способом (в данном случае — закон сохранения импульса и связь изменения кинетической энергии системы с количеством выделившейся в ней теплоты); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи); III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу; IV) представлен правильный ответ | 3 | Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.ИЛИ В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).ИЛИ В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.ИЛИ Отсутствует пункт IV или в нем допущена ошибка | 2 | Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи и получение ответа.ИЛИ В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.ИЛИ В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1 | Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 | Максимальный балл | 3 |

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

Как рассуждать
Решение. В горизонтальном направлении система тел не подвергается действию внешних сил, и по закону сохранения импульса суммарная горизонтальная проекция импульса тел системы сохраняется: MV = (m+M)υ, где υ — скорость системы после выравнивания скоростей тел в результате их неупругого взаимодействия через шнур.Количество теплоты Q, которое выделится в системе в процессе выравнивания скоростей тел, равно разности кинетических энергий тел системы до и после их взаимодействия: $Q= \frac{MV^{2}}{2} - \frac{( M + m ) v^{2}}{2} = \frac{MV^{2}}{2} - \frac{( M + m ) M^{2} V^{2}}{2 ( M + m )^{2}} = \frac{MV^{2}}{2} \cdot \frac{m}{m + M} = \frac{3 \cdot 2^{2}}{2} \cdot \frac{2}{2 + 3} = 2,4 Дж$ $Q= \frac{MV^{2}}{2} - \frac{( M + m ) v^{2}}{2} = \frac{MV^{2}}{2} - \frac{( M + m ) M^{2} V^{2}}{2 ( M + m )^{2}} =$ $= \frac{MV^{2}}{2} \cdot \frac{m}{m + M} = \frac{3 \cdot 2^{2}}{2} \cdot \frac{2}{2 + 3} = 2,4 Дж$ $Q= \frac{MV^{2}}{2} - \frac{( M + m ) v^{2}}{2} =$ $= \frac{MV^{2}}{2} - \frac{( M + m ) M^{2} V^{2}}{2 ( M + m )^{2}} = \frac{MV^{2}}{2} \cdot \frac{m}{m + M} =$ $= \frac{3 \cdot 2^{2}}{2} \cdot \frac{2}{2 + 3} = 2,4 Дж$ Ответ: $Q= \frac{MV^{2}}{2} \cdot \frac{m}{m + M} = 2,4 Дж$

Осталось ещё 1 шаг

Полный разбор с проверкой ответа

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Механика (расчетная задача)»

В преддверии летнего сезона пожаров двое пожарных в одной из деревень11 классТело, свободно падающее с некоторой высоты, первый участок пути11 классНайдите полное время движения.11 классМаленький шарик падает сверху на наклонную плоскость и упруго11 классНаклонная плоскость пересекается с горизонтальной плоскостью по прямой11 класс

Похожая задача?Сфотографируйте своё условие — ИИ разберёт его по шагам так же