Chiarimento su esercizio di termodinamica
Ciao ragazzi!
Vi scrivo poiché a breve dovrò affrontare l'esame di Fisica I, e quindi sto svolgendo esercizi degli scorsi anni. Oggi mi sono imbattuto nel seguente esercizio:
"Due corpi celesti di massa $ m_1 $ e $ m_2 $ , capacità termica $ C_1 $ e $ C_2 $ , temperature
$ T_1 $ e $ T_2 $, e velocità iniziali $ v_1 $ e $ v_2 $ lungo la stessa direzione e in verso
opposto, subiscono un urto completamente anelastico sviluppando calore.
Determinare la temperatura $ T_f $ finale del sistema. Calcolare $ T_f $ per la
Luna ed Europa con $ m_1 $ = $ 7*10^22 $ kg, $ C_1 $ = $ 5*10^23 $ J/K, $ T_1 $ = 250 K,
$ m_2 $ = $ 5*10^22 $ kg, $ C_2 $ = $ 3*10^23 $ J/K, $ T_2 $ = 110 K, con le velocità $ v_1 $ = 50
m/s e $ v_2 $ = 70 m/s."
Di seguito riporto come l'ho svolto:
-Dato l'urto anelastico, ho calcolato la velocità del centro di massa
-Ho calcolato l'energia cinetica prima e dopo l'urto
-Dalla differenza di queste due, ho ricavato l'energia dissipata sotto forma di calore
-Ho posto quest'ultima pari alla somma delle energie termiche dei corpi.
Vi chiedo, è corretto?
Il mio docente pone l'energia termica dei due corpi pari alla somma delle energie cinetiche prima che avvenisse l'urto.
Grazie a chi volesse aiutarmi e buon anno
Vi scrivo poiché a breve dovrò affrontare l'esame di Fisica I, e quindi sto svolgendo esercizi degli scorsi anni. Oggi mi sono imbattuto nel seguente esercizio:
"Due corpi celesti di massa $ m_1 $ e $ m_2 $ , capacità termica $ C_1 $ e $ C_2 $ , temperature
$ T_1 $ e $ T_2 $, e velocità iniziali $ v_1 $ e $ v_2 $ lungo la stessa direzione e in verso
opposto, subiscono un urto completamente anelastico sviluppando calore.
Determinare la temperatura $ T_f $ finale del sistema. Calcolare $ T_f $ per la
Luna ed Europa con $ m_1 $ = $ 7*10^22 $ kg, $ C_1 $ = $ 5*10^23 $ J/K, $ T_1 $ = 250 K,
$ m_2 $ = $ 5*10^22 $ kg, $ C_2 $ = $ 3*10^23 $ J/K, $ T_2 $ = 110 K, con le velocità $ v_1 $ = 50
m/s e $ v_2 $ = 70 m/s."
Di seguito riporto come l'ho svolto:
-Dato l'urto anelastico, ho calcolato la velocità del centro di massa
-Ho calcolato l'energia cinetica prima e dopo l'urto
-Dalla differenza di queste due, ho ricavato l'energia dissipata sotto forma di calore
-Ho posto quest'ultima pari alla somma delle energie termiche dei corpi.
Vi chiedo, è corretto?
Il mio docente pone l'energia termica dei due corpi pari alla somma delle energie cinetiche prima che avvenisse l'urto.
Grazie a chi volesse aiutarmi e buon anno

Risposte
Ipotizzando che l'urto sia veloce in modo che non si verifichino scambi di calore tra corpo più caldo e freddo, $\DeltaK = m_1*c_1*(T_f-T_1) + m_2*c_2*(T_f-T_2) $ con $ \DeltaK$ variazione dell'energia cinetica.
Quindi si pone l'energia dissipata pari alla somma delle energie termiche dei corpi.
Il docente invece fa questo
Il docente invece fa questo

L'unica spiegazione che mi viene in mente è che, a seguito dell'urto, i 2 corpi si fermino; in questo caso $\DeltaK = (1/2*m_1*v_1^2 - 0) + (1/2m_2*v_2^2-0)$
In effetti le quantità di moto dei due corpi sono, in modulo, uguali. Ciò implica che la loro somma algebrica sia pari a zero e quindi la velocità del centro di massa è nulla.
Ho sbagliato ad applicare la conservazione della quantità di moto, poiché non ho tenuto conto del segno negativo di uno dei due corpi.
Grazie mille per l'aiuto!
Ho sbagliato ad applicare la conservazione della quantità di moto, poiché non ho tenuto conto del segno negativo di uno dei due corpi.
Grazie mille per l'aiuto!