Question

Кусок пластилина массой 200 г кидают вверх с начальной скоростью 9 м/с. Через 0,3 с свободного полета пластилин встречает на своем пути висящий на нити брусок массой 200 г и прилипает к нему. Чему равна кинетическая энергия бруска с прилипшим пластилином сразу после удара? Удар считать мгновенным, сопротивлением воздуха пренебречь.

Answer 1

Дано:  
m1 = 200 г = 0,2 кг (масса пластилина)  
v1 = 9 м/с (начальная скорость)  
m2 = 200 г = 0,2 кг (масса бруска)  

Найти:  
Кинетическая энергия бруска с прилипшим пластилином сразу после удара  

Решение:  
Перед ударом кинетическая энергия системы равна сумме кинетических энергий двух тел:  
Ek1 = (m1 * v1^2) / 2  
Ek1 = (0,2 * 9^2) / 2  
Ek1 = 8,1 Дж  

После удара пластилин прилипает к бруску, образуется одно тело массой m1 + m2 = 0,2 + 0,2 = 0,4 кг с общей скоростью v2.  
Из закона сохранения импульса:  
m1 * v1 = (m1 + m2) * v2  
0,2 * 9 = 0,4 * v2  
v2 = 4,5 м/с  

Кинетическая энергия системы после удара:  
Ek2 = ((m1 + m2) * v2^2) / 2  
Ek2 = ((0,2 + 0,2) * 4,5^2) / 2  
Ek2 = (0,4 * 20,25) / 2  
Ek2 = 8,1 Дж  

Ответ:  
Кинетическая энергия бруска с прилипшим пластилином сразу после удара равна 8,1 Дж.