Рассмотрите процессы (системы указаны в скобках):
I. Два одинаковых гладких шара сталкиваются абсолютно упруго на горизонтальной гладкой плоскости (система: оба шара).
II. Пуля влетает и застревает в бруске на гладкой горизонтальной поверхности (система: пуля+брусок).
III. Мяч абсолютно упруго отражается от неподвижной вертикальной стены (система: мяч).
IV. Конькобежец на гладком льду бросает вперёд груз, после чего они разлетаются в разные стороны (система: конькобежец+брошенный груз).
Выберите все верные утверждения.
Показать ответ и разбор
Верный ответ
- CВ I сохраняются импульс системы и кинетическая энергия системы.
- DВ III сохраняется кинетическая энергия системы.
- FВ II сохраняется импульс системы, но не сохраняется кинетическая энергия.
Разбор
Анализ по случаям.
I: Столкновение упругое, внешних сил нет (плоскость гладкая), значит импульс замкнутой системы и полная кинетическая энергия системы сохраняются. Утверждение 1 верно. Импульсы отдельных шаров не сохраняются (они меняются при взаимодействии), поэтому утверждение 6 ложно.
II: За очень короткое время неупругого удара на систему пуля+брусок внешние горизонтальные силы отсутствуют, значит импульс системы сохраняется. Кинетическая энергия при неупругом соединении уменьшается, превращаясь в внутреннюю энергию, значит утверждение 2 верно.
III: При абсолютно упругом отражении от неподвижной стены мяч испытывает внешний импульс со стороны стены, поэтому импульс мяча не сохраняется и утверждение 3 ложно. Однако модуль скорости мяча сохраняется, следовательно, его кинетическая энергия сохраняется и утверждение 4 верно.
IV: Лёд гладкий, горизонтальных внешних сил на систему конькобежец+груз нет, поэтому импульс системы сохраняется. В процессе броска внутренняя (химическая) энергия переходит в кинетическую, так что кинетическая энергия системы может увеличиться; значит утверждение 5, где сказано, что импульс не сохраняется, — ложно.
Итого верны 1, 2 и 4.