Свинцовый шар массой 300 г, движущийся со скоростью 5 м/с, сталкивается с неподвижным шаром из воска массой 200 г, после чего оба шара движутся вместе. Определите, какое количество теплоты выделиться в результате взаимодействия шаров.

mc = 300 г = 0,3 кг.

Vс = 5 м/с.

mв = 200 г = 0,2 кг.

Vв = 0 м/с.

Q - ?

Согласно закону сохранения энергии, часть кинетической энергии шариков при абсолютно неупругом ударе перешла во внутреннюю энергию.

До удара кинетическая энергия системы Ек1 состояла только из кинетической энергии свинцового шара: Ек1 = mc * Vс² / 2.

Ек1 = 0,3 кг * (5 м/с) ² / 2 = 3,75 Дж.

После удара Ек2 = (mc + mc) * V² / 2, где V - скорость шаров после удара.

Q = Ек1 - Ек2.

Скорость шаров после удара V выразим из закона сохранения импульса: mc * Vс = (mc + mc) * V.

V = mc * Vс / (mc + mc).

V = 0,3 кг * 5 м/с / (0,3 кг + 0,2 кг) = 3 м/с.

Ек2 = (0,3 кг + 0,2 кг) * (3 м/с) ² / 2 = 2,25 Дж.

Q = 3,75 Дж - 2,25 Дж = 1,5 Дж.

Ответ: при взаимодействии выделится тепловой энергии Q = 1,5 Дж.