4. Тележка массой 0,8 кг движется по инерции со скоростью 2,5 м/с. На тележку с высоты 50 см вертикально падает кусок пластилина массой 0,2 кг и прилипает к ней. Рассчитайте энергию, которая перешла во внутреннюю при этом ударе.

Чтобы найти увеличение внутренней энергии, будем использовать формулу: ΔЕ = Ен - Ек = Ek1 + Ep1 - Ek2 = mт * V² / 2 + mп * g * h - (mт + mп) * V² / 2 = mт * V² / 2 + mп * g * h - (mт + mп) * (mт * Vт / (mт + mп)) ² / 2 = mт * V² / 2 + mп * g * h - mт² * Vт² / (2 * (mт + mп)).

Постоянные и переменные: mт - масса тележки (mт = 0,8 кг); Vт - исходная скорость тележки (Vт = 2,5 м/с); mп - масса куска пластилина (mп = 0,2 кг); g - ускорение свободного падения (g ≈ 10 м/с²); h - высота падения куска пластилина (h = 50 см = 0,5 м).

Расчет: ΔЕ = mт * V² / 2 + mп * g * h - mт² * Vт² / (2 * (mт + mп)) = 0,8 * 2,5² / 2 + 0,2 * 10 * 0,5 - 0,8² * 2,5² / (2 * (0,8 + 0,2)) = 2,5 + 1 - 2 = 1,5 Дж.

Ответ: При ударе куска пластилина о тележку внутренняя энергия возросла на 1,5 Дж.