Мимо рабочего равномерно и прямолинейно со скоростью v = 2 м/с движется тележка массой м = 95 кг. в тот момент, когда тележка поравнялась с рабочим, он положил на нее ящик массой m = 5 кг. какое количество теплоты выделилось в этом процессе?

Количество теплоты Q = 9.5 Дж.

Объяснение:

В замкнутой механической системе действует закон сохранения импульса: геометрическая сумма импульсов всех тел до ваимодействия  и после взаимодействия остается постоянным. Тележка движется мимо неподвижного рабочего прямолинейно и равномерно, т.е. ни на тележку ни на рабочего не действуют никакие сторонние силы (действует сила тяжести, конечно, но она скомпесирована силой реакции опоры). Поэтому считаем нашу механическуюисистему замкнутой. Значит:

M*V=(M+m)*V' где

M - масса тележка, кг

V - скорость тележки до взаимодействия, м/с

m - масса ящика, кг

V' - скорость тележки после взаимодействия, м/с

Отсюда найдем скорость тележки после взаимодействия:

V'=M*V/(M+m);

Подставим в формулу данные из условия:

V'=95*2/(95+5)= 1.9 м/с.

У нас есть массы и скорости тележки до и после взаимодействия. Найдем значения кинети ческой энергии до (Ek), и после (Ek') взаимодействия:

E=MV^2/2;  

E'=(M+m)*V'^2/2;  

Подставим данные в эти формулы:

E=95*2^2/2= 190 Дж;

Е'=(95+5)*1.9^2/2= 180,5 Дж.

Видно, что кинетическая энергия до взаимодейстия не равна кинетической энергии после. Вот эта разница и превращается в тепло:

Q=E-E';

Q=190-180.5=9.5 Дж.