Урок по физике. Решение задания части A-22 ЕГЭ-2012. Закон сохранения импульса и закон сохранения энергии

   Часть А, ЕГЭ-2012. Тема - законы сохранения

При решении этой задачи используются законы сохранения импульса и энергии. Из закона сохранения импульса определяем скорость совместного движения тележки ии шарика.

Импульсом называется произведение массы тела на его скорость.

Начальный импульс шара равен m₁v₁= 0,1 кг 1 м/с = 0,1 кгм/с

Тележка неподвижна, поэтому ее начальный импульс равен нулю. После взаимодействия шара и тележки их совместный импульс станет равным

(m_{1 +} m₂) u, где u – совместная скорость слипшихся тележки и шара, а m₂ — масса тележки.

Запишем закон сохранения импульса m₁v₁= (m_{1 +}m₂) u

              m₁v₁                   0,1 кг * м/с

u = ---------- = ------------------------ = 0,5 м/с

             m₁₊m₂            0,1 кг + 0,1 кг

Механическая энергия этой системы, состоящей из тележки и прилипшего к ней шарика, определяется по формуле кинетической энергии:

                      (m₁+ m₂) u²     0,2 кг 0,25 м²с²

Е_кин= --------------- = ------------------= 0,025Дж

                            2                        2

В дальнейшем при колебаниях тележки будут происходить превращения кинетической энергии в потенциальную и потенциальной энергии в кинетическую, но сумма потенциальной и кинетической энергий в любой момент времени остается постоянной ( если не учитывать потери энергии на преодоление сил сопротивления).