РУҚА
Задания № 21, 22 · ЕГЭ

Внутренняя энергия при неупругом соударении

Как механическая энергия переходит во внутреннюю энергию тел при столкновении
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

При неупругом столкновении часть механической энергии движения превращается во внутреннюю энергию тел: они нагреваются, деформируются или издают звук. Количество этой энергии равно потере механической энергии системы, если внешние силы не совершают заметной работы.

Внутренняя энергия при неупругом соударении
Энергия, перешедшая во внутреннюю энергию тел при неупругом соударении, — это разность между механической энергией системы до и после столкновения. В идеализированной задаче она обычно считается количеством теплоты \(Q\): \(Q=E_{\text{мех до}}-E_{\text{мех после}}\).

Сначала тела могут двигаться с разными скоростями, а после неупругого соударения — двигаться вместе с общей скоростью \(v\). Импульс системы сохраняется, но кинетическая энергия уменьшается. Эта потеря не исчезает: она переходит в нагрев, деформацию и другие внутренние процессы.

Формула

\[Q=E_{k\,\text{до}}-E_{k\,\text{после}}=\frac{m_1v_1^2}{2}+\frac{m_2v_2^2}{2}-\frac{(m_1+m_2)v^2}{2}\]

Здесь \(m_1,m_2\) — массы тел, \(v_1,v_2\) — их скорости до удара, а \(v\) — общая скорость после неупругого столкновения. Если внешними силами можно пренебречь, её находят из закона сохранения импульса: \(m_1v_1+m_2v_2=(m_1+m_2)v\). Величина \(Q\) измеряется в джоулях и не может быть отрицательной для обычного неупругого соударения.

\(m\)
масса
кг
\(v\)
скорость
м/с
\(E_k\)
кинетическая энергия
Дж
\(Q\)
количество теплоты
Дж
№
Пример

Тележка массой \(1\,\text{кг}\) движется со скоростью \(4\,\text{м/с}\) и сталкивается с неподвижной тележкой массой \(3\,\text{кг}\). После удара они движутся вместе: \(v=\frac{1\cdot4}{1+3}=1\,\text{м/с}\). До удара \(E_{k}=8\,\text{Дж}\), после \(E_{k}=2\,\text{Дж}\), поэтому \(Q=8-2=6\,\text{Дж}\). Это и есть количество теплоты при столкновении тел в принятой модели.

!
Не путайте

\(Q\) не равно всей начальной кинетической энергии. Часть механической энергии сохраняется в виде кинетической энергии общего движения тел. Потеря механической энергии подробно рассматривается на странице потеря механической энергии.

Проверь себя

Два тела после удара слиплись. Что означает положительная величина \(Q\)?

Главное за минуту

Главное

  • При неупругом соударении часть механической энергии переходит во внутреннюю энергию тел.
  • Количество теплоты: \(Q=E_{k\,\text{до}}-E_{k\,\text{после}}\).
  • Импульс сохраняется, а кинетическая энергия — только при абсолютно упругом столкновении.