Номер 1, страница 144 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 4. Законы сохранения в механике. Параграф 27. Абсолютно неупругое и абсолютно упругое столкновения тел. Вопросы - номер 1, страница 144.

Условие.

1. Какое столкновение тел называют:

а) абсолютно неупругим ударом;

б) абсолютно упругим ударом? Приведите примеры.

Решение.

а) абсолютно неупругим ударом
Абсолютно неупругим ударом называют такое столкновение, в результате которого тела соединяются и продолжают движение как единое целое. При таком взаимодействии сохраняется суммарный импульс системы тел, однако часть их механической энергии превращается во внутреннюю энергию (нагревание, необратимая деформация). Потеря кинетической энергии при абсолютно неупругом ударе максимальна.
Закон сохранения импульса для двух тел, движущихся навстречу друг другу вдоль одной прямой, имеет вид: $m_1 v_1 - m_2 v_2 = (m_1 + m_2) u$, где $m_1, m_2$ — массы тел, $v_1, v_2$ — их скорости до столкновения, а $\text{u}$ — общая скорость после столкновения.
Примеры:
- столкновение двух пластилиновых шаров, которые слипаются;
- попадание пули в брусок дерева, после которого она застревает в нём;
- сцепка железнодорожных вагонов;
- падение капли дождя в лужу.
Ответ: Абсолютно неупругий удар – это столкновение тел, после которого они движутся как одно целое.

б) абсолютно упругим ударом
Абсолютно упругим ударом называют столкновение, при котором в системе взаимодействующих тел сохраняется не только суммарный импульс, но и суммарная кинетическая энергия. Внутренняя энергия тел при таком столкновении не изменяется, деформации тел являются упругими и полностью исчезают после удара.
Абсолютно упругий удар является идеализированной моделью. В реальных условиях столкновения макроскопических тел всегда сопровождаются некоторыми потерями механической энергии.
Для абсолютно упругого удара выполняются одновременно два закона сохранения:
1. Закон сохранения импульса: $m_1 \vec{v_1} + m_2 \vec{v_2} = m_1 \vec{u_1} + m_2 \vec{u_2}$
2. Закон сохранения кинетической энергии: $\frac{m_1 v_1^2}{2} + \frac{m_2 v_2^2}{2} = \frac{m_1 u_1^2}{2} + \frac{m_2 u_2^2}{2}$
где $\vec{v_1}, \vec{v_2}$ — скорости тел до удара, а $\vec{u_1}, \vec{u_2}$ — скорости тел после удара.
Примеры (явления, близкие к абсолютно упругому удару):
- столкновение бильярдных шаров из слоновой кости;
- столкновение атомов и молекул газа;
- отскок стального шарика от массивной стальной плиты;
- столкновения элементарных частиц.
Ответ: Абсолютно упругий удар – это столкновение, при котором сохраняются и суммарный импульс, и суммарная кинетическая энергия системы тел.