Решение на момент правки #20208 от , автор Valter. Это не текущая версия.

Условие

2.4.34. Два груза массы и () связаны нитью, переброшенной через неподвижный блок. В начальный момент груз массы удерживают на высоте над полом. Затем его без толчка отпускают. Какое количество теплоты выделится при ударе груза о пол? Удар абсолютно неупругий.

К задаче $2.4.34$
К задаче

Решение

Найдем скорость грузов непосредственно перед ударом о пол, используя закон сохранения механической энергии.
При опускании груза на высоту , груз поднимается на ту же высоту . Убыль потенциальной энергии системы идет на увеличение кинетической энергии обоих грузов:

Отсюда выразим квадрат скорости грузов перед ударом:

При абсолютно неупругом ударе о пол груз мгновенно останавливается. В этот момент нить провисает (сила натяжения становится равной нулю), и груз продолжает свободное движение вверх. Так как связь между грузами в момент удара пропадает, в тепло переходит исключительно кинетическая энергия падающего груза , которой он обладал за мгновение до столкновения.

Количество выделившейся теплоты :

Подставляем ранее найденное выражение для :

Ответ