Dvě dokonale nepružné koule o stejných hmotnostech 2 kg jsou zavěšeny na závěsech délky 2 m tak, že se v rovnovážné poloze vzájemně dotýkají. Pak pravou kouli vychýlíme z rovnovážné polohy vpravo o úhel 60° a uvolníme, přičemž levá koule zůstává v rovnovážné poloze. Určete změnu vnitřní energie obou koulí po srážce.
Řešení:
m1 = m2= 2 kg, l = 2 m, a = 60°, g = 10 m ∙ s-2, ∆U= ? J
Při vychylování se pravá koule pohybuje po kruhové trajektorii o poloměru l a současně mění svoji výšku nad rovinou rovnovážné polohy o hodnotu ∆h, kterou vypočítáme s využitím goniometrických funkcí v pravoúhlém trojúhelníku (viz náčrt).
Pokud budeme pravou kouli zvedat o danou hodnotu ∆h, vykonáme práci
Tato práce se při rázu koulí přemění na přírůstek vnitřní energie obou koulí, takže
Odpověď:
Změna vnitřní energie obou koulí je 20 J.