РУҚА
Задание № 23 · ОГЭ

Количество теплоты при столкновении тел

Энергия, превращающаяся во внутреннюю при неупругом соударении
3 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

При неупругом столкновении часть первоначальной механической энергии тел превращается во внутреннюю: тела нагреваются, деформируются и могут издавать звук. Эту перешедшую во внутреннюю энергию величину называют количеством теплоты при столкновении.

Количество теплоты при столкновении тел
Количество теплоты \(Q\) при неупругом столкновении — это уменьшение суммарной механической энергии тел, если внешние силы не совершают существенной работы. Для двух тел оно равно разности их суммарных кинетических энергий до и после столкновения: \(Q=E_{к\,до}-E_{к\,после}\).
\(Q\)
количество теплоты
Дж
\(m\)
масса тела
кг
\(v\)
скорость
м/с
\(u\)
общая скорость после удара
м/с

Формула

Если тела массами \(m_1\) и \(m_2\) имели скорости \(v_1\) и \(v_2\), а после абсолютно неупругого столкновения движутся вместе со скоростью \(u\), то

\[Q=\frac{m_1v_1^2}{2}+\frac{m_2v_2^2}{2}-\frac{(m_1+m_2)u^2}{2}\]1

Скорость \(u\) находят из закона сохранения импульса, разобранного на странице баланса энергии при столкновении и связанного с импульсом и энергией при столкновении: \(u=\frac{m_1v_1+m_2v_2}{m_1+m_2}\). Поэтому для двух тел можно использовать удобную форму \(Q=\frac{m_1m_2}{2(m_1+m_2)}(v_1-v_2)^2\). Она показывает: теплота зависит от относительной скорости, а не от выбора направления оси.

№
Пример

Тележка массой \(2\ кг\) движется со скоростью \(3\ м/с\) и сталкивается с неподвижной тележкой массой \(1\ кг\). После сцепления \(u=\frac{2\cdot3}{3}=2\ м/с\). Тогда \(Q=\frac{2\cdot1}{2(2+1)}(3-0)^2=3\ Дж\). Эти \(3\ Дж\) перешли во внутреннюю энергию тележек.

!
Не путайте

Количество теплоты при столкновении — не вся внутренняя энергия и не обязательно теплообмен с окружающей средой. Это часть механической энергии, потерянная из-за деформации, трения и других необратимых процессов. При упругом столкновении \(Q=0\), а при неупругом неупругом соударении \(Q>0\).

Проверьте себя

Два тела после столкновения движутся вместе. Что произойдёт с \(Q\), если относительную скорость до удара увеличить вдвое?

Главное за минуту

Главное

  • \(Q\) — уменьшение суммарной кинетической энергии при неупругом столкновении.
  • Для слипшихся тел \(Q=\frac{m_1m_2}{2(m_1+m_2)}(v_1-v_2)^2\).
  • Потерянная механическая энергия превращается во внутреннюю энергию, звук и деформацию.