Правка разделов «Условие», «Решение», «Ответ»

Valter правка от
правка #20208 предыдущая #14905 ← раньше
@@ -1,42 +1,26 @@
### Условие
−$2.4.34.$ Два груза массы m1 и m2 (m1 > m2) связаны нитью, переброшенной через неподвижный блок. В начальный момент груз массы m1 удерживают на высоте h над полом. Затем его без толчка отпускают. Какое количество теплоты выделится при ударе груза о пол? Удар абсолютно неупругий.
+$2.4.34.$ Два груза массы $m_1$ и $m_2$ ($m_1 > m_2$) связаны нитью, переброшенной через неподвижный блок. В начальный момент груз массы $m_1$ удерживают на высоте $h$ над полом. Затем его без толчка отпускают. Какое количество теплоты выделится при ударе груза о пол? Удар абсолютно неупругий.
+![К задаче $2.4.34$|146x179, 50%](../../img/2.4.34/Снимок экрана 2026-08-21 234452.png)
+
### Решение
−На грузы действуют силы натяжения нити T и силы тяжести m1g и m2g.
+Найдем скорость грузов $v$ непосредственно перед ударом $m_1$ о пол, используя закон сохранения механической энергии.
+При опускании груза $m_1$ на высоту $h$, груз $m_2$ поднимается на ту же высоту $h$. Убыль потенциальной энергии системы идет на увеличение кинетической энергии обоих грузов:
+$$m_1 gh - m_2 gh = \frac{(m_1 + m_2)v^2}{2}$$
+$$(m_1 - m_2)gh = \frac{(m_1 + m_2)v^2}{2}$$
−По 2 закону Ньютона:
+Отсюда выразим квадрат скорости грузов перед ударом:
+$$v^2 = 2gh \frac{m_1 - m_2}{m_1 + m_2}$$
−m1g-T = m1a.
−T-m2g = m2a.
+При абсолютно неупругом ударе о пол груз $m_1$ мгновенно останавливается. В этот момент нить провисает (сила натяжения становится равной нулю), и груз $m_2$ продолжает свободное движение вверх. Так как связь между грузами в момент удара пропадает, в тепло переходит исключительно кинетическая энергия падающего груза $m_1$, которой он обладал за мгновение до столкновения.
−Сложив уравнения получим: (m1-m2)g = (m1+m2)a.
+Количество выделившейся теплоты $Q$:
+$$Q = \frac{m_1 v^2}{2}$$
−a = (m1-m2)g/(m1+m2).
+Подставляем ранее найденное выражение для $v^2$:
+$$Q = \frac{m_1}{2} \cdot 2gh \frac{m_1 - m_2}{m_1 + m_2} = m_1 gh \frac{m_1 - m_2}{m_1 + m_2}$$
−U^2 = 2ah. (Из кинематики).
−
−U = √2ah = √2 * (m1-m2)gh/(m1+m2).
−
−Скорость m2 сразу после удара остаётся U, так как нить теряет натяжение.
−
−Eк.m2 = m2U^2/2.
−
−E нач. = m1gh.
−
−E кон. = m2gh+m2U^2/2 (m2 поднялся на высоту h).
−
−Q = Eнач. - Eкон.
−
−Q = m1gh-(m2gh+m2U^2/2).
−
−Q = (m1-m2)gh-m2U^2/2 = m1(m1-m2)gh/(m1+m2) = m1gh(m1-m2)/(m1+m2).
−
−
−
#### Ответ
−
−Q = m1gh(m1-m2)/(m1+m2).
−
−
+$Q = m_1 gh \frac{m_1 - m_2}{m_1 + m_2}$