Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Energie

Een interne explosie breekt een object in rust in twee stukken, waarvan er 2,3 keer de massa heeft als een andere als 15000 J wordt vrijgegeven in hoeveel kinetische energie elk?

Hier is hoe dit probleem op te lossen:

1. Definieer variabelen

* Laat * m * de massa van het kleinere stuk zijn.

* De massa van het grotere stuk is 2,3* m.

2. Behoud van momentum

* Omdat het object aanvankelijk in rust is, is het totale momentum voordat de explosie nul is.

* Door de wet van behoud van het momentum moet het totale momentum na de explosie ook nul zijn.

3. Momentumvergelijking

Laten:

* * v₁ * Wees de snelheid van het kleinere stuk

* * V₂ * Wees de snelheid van het grotere stuk

De momentumvergelijking is:

*m*v₁ + (2.3*m)*v₂ =0

4. Behoud van energie

* De vrijgegeven 15000 J is de totale kinetische energie van de twee stukken.

De energievergelijking is:

*(1/2)*m*v₁² + (1/2)*(2.3*m)*v₂² =15000 j

5. Het oplossen van de vergelijkingen

We hebben twee vergelijkingen en twee onbekenden (*v₁*en*v₂*). We kunnen oplossen voor de snelheden:

* Van de momentumvergelijking: v₁ =-2.3*v₂

* Vervang in de energievergelijking: (1/2)*m*(-2.3*v₂) ² + (1/2)*(2.3*m)*v₂² =15000 j

* Vereenvoudig en oplossen voor V₂: 6.545*M*v₂² =15000 J

v₂² =2295.08/m

v₂ =√ (2295.08/m)

* Zoek v₁: v₁ =-2.3*√ (2295.08/m)

6. Kinetische energie berekenen

* Kinetische energie van kleiner stuk: (1/2)*m*v₁² =(1/2)*m*(-2.3*√ (2295.08/m)) ² =5737.5 J

* Kinetische energie van groter stuk: (1/2)*(2.3*m)*v₂² =(1/2)*(2.3*m)*(√ (2295.08/m)) ² =9262.5 j

Daarom:

* Het kleinere stuk heeft een kinetische energie van 5737.5 J.

* Het grotere stuk heeft een kinetische energie van 9262.5 J.

Belangrijke opmerking: De kinetische energie van elk stuk hangt af van de massa *m *. U moet de massa van het kleinere stuk weten om de werkelijke kinetische energiewaarden te berekenen.