Задание 21 ОГЭ по физике

Решение:

Количество выделившейся теплоты можно найти как разность начальной и конечной энергий: $Q=E_н-E_к$

Изначально шары двигались каждый со своей скоростью и обладали кинетическими энергиями. После соударения они стали двигаться вместе, т.е. с одной скоростью, и их можно рассматривать как единой целое массой $m+M$ и с новой скоростью $v'$: $Q=\frac{mv^2}{2}+\frac{Mu^2}{2}-\frac{(m+M)v'^2}{2}$

Для шаров выполняется закон сохранения импульса, запишем его в проекции на ось $x$:

$mv+Mu=(m+M)v'$

Подставим числовые значения и найдем скорость шаров после соударения:

$2\cdot 4+8\cdot 2=(2+8)v' \\ 8+16=10v' \\ v'=\frac{24}{10}=2,4~м/с$

Вернемся к формуле теплоты, подставим в нее числовые значения:

$Q=\frac{2\cdot 4^2}{2}+\frac{8\cdot 2^2}{2}-\frac{(2+8)\cdot 2,4^2}{2}=16+16-28,8=3,2~Дж$

Ответ: 3,2 Дж