4200 дж теплоты воды массой 100 г она нагрелась до 30 градусов определите начальную температуру воды

Дано:

m=0,3 кг

ho=0 м

vo=10 м/c

Найти:

Eко, Еп, h-?

Начальная кинетическая энергия равна

Eко=mv²/2=0,3*100/2=15 Дж

Полная кинетическая энергия равна Eко, потому что камень бросили с нулевой высоты, а значит там он не имеет потенциальной энергии

С другой стороны, полная кинетическая энергия равна и максимальной потенциальной.  Поэтому Еп=Eко=15 Дж

Как известно, максимальная потенциальная энергия у тело на максимальной высоте. Поэтому из формулы Еп=mgh выводим высоту

h=Еп/mg=15/(0,3*10)=15/3=5 м

ответ: 15 Дж, 15 Дж, 5 м

Скорость легкого шарика перед соударением обозначим u (согласно закону сохранения энергии она равна √(2gL), где L - длина нити, но нам это не важно)

скорость большего шара обозначим v1, меньшего - v2

тогда по закону сохранения импульса и энергии получаем систему уравнений

mu = 3 mv1 + mv2 (!)
mu² = 3 mv1² + mv2²

перепишем в виде

u - v2 = 3v1
u² - v2² = 3v1²

разделим второе уравнение на первое

v1 = u + v2

с другой стороны, из уравнения (!)

v1 = (u - v2)/3

приравнивая их, находим

v2 = -u/2 (следовательно, меньший шар изменил направление движения)

тогда v1 = u - u/2 = u/2

следовательно, отношение их импульсов равно -3