PDF-версии: 
В системе, изображенной на рисунке, масса левого груза, лежащего на гладкой горизонтальной плоскости, равна m = 2 кг. Масса правого груза, скользящего по плоскости со скоростью V = 2 м/с, равна M = 3 кг. Грузы соединены неупругим невесомым ненатянутым вначале шнуром, таким, что после его натяжения скорости грузов выравниваются. Какое количество теплоты Q выделится в системе в результате этого выравнивания скоростей грузов?
Какие законы Вы используете для описания взаимодействия? Обоснуйте их применение к данному случаю.
Решение. Обоснование
Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной. Поскольку бруски движутся поступательно, примем их за материальные точки.
Шнур неупругий, через него осуществляется неупругое взаимодействие тел. При взаимодействии тел сумма проекций всех внешних сил тяжести и реакции опоры на горизонтальную ось равна нулю, а силы трения и сопротивления не действуют. Поэтому в инерциальной системе отсчета можно применить закон сохранения импульса тел в проекции на горизонтальную ось.
Поскольку непотенциальные силы реакции опоры, действующие на каждый из брусков, в любой точке их траектории перпендикулярны векторам скорости, то их работа равна нулю, а значит работа всех непотенциальных сил, действующих на тела, также обращается в ноль. Поскольку часть кинетической энергии при соударении переходит в тепло, то в ИСО можно воспользоваться законом превращения энергии.
Перейдем к решению.
В горизонтальном направлении система тел не подвергается действию внешних сил, и по закону сохранения импульса суммарная горизонтальная проекция импульса тел системы сохраняется: MV = (m + M)υ, где υ — скорость системы после выравнивания скоростей тел в результате их неупругого взаимодействия через шнур.
Количество теплоты Q, которое выделится в системе в процессе выравнивания скоростей тел, равно разности кинетических энергий тел системы до и после их взаимодействия:
Ответ: 
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Критерий 1 | |
Верно обоснована возможность использования законов (закономерностей). | 1 |
В обосновании возможности использования законов (закономерностей) допущена ошибка. ИЛИ Обоснование отсутствует. | 0 |
| Критерий 2 | |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — закон сохранения импульса и связь изменения кинетической энергии системы с количеством выделившейся в ней теплоты); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи); III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу; IV) представлен правильный ответ. | 3 |
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют. ИЛИ В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). ИЛИ В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца. ИЛИ Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2 |
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи и получение ответа. ИЛИ В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок | 0 |
| Максимальный балл | 4 |