Для решения задачи, давайте начнем с определения кинетической энергии каждого снежка перед столкновением и затем найдем общую кинетическую энергию после того, как они смешались в один большой снежок.
Шаг 1: Определим массы и скорости снежков
Дано:
- Масса снежка Зайки-Побегайки \( m_1 = 200 \, \text{г} = 0.2 \, \text{кг} \) (перевели граммы в килограммы, так как 1 кг = 1000 г).
- Скорость снежка Зайки-Побегайки \( v_1 = 3 \, \text{м/с} \).
Для снежка Мишки-Топтыжки:
- Масса \( m_2 = 2 \cdot m_1 = 2 \cdot 0.2 \, \text{кг} = 0.4 \, \text{кг} \).
- Скорость \( v_2 = 2 \cdot v_1 = 2 \cdot 3 \, \text{м/с} = 6 \, \text{м/с} \).
Шаг 2: Найдем кинетическую энергию каждого снежка
Кинетическая энергия (КЭ) определяется по формуле: \[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \]
Кинетическая энергия снежка Зайки-Побегайки:
\[ E_{k1} = \frac{1}{2} m_1 v_1^2 = \frac{1}{2} \cdot 0.2 \cdot (3)^2 = \frac{1}{2} \cdot 0.2 \cdot 9 = 0.9 \, \text{Дж} \]
Кинетическая энергия снежка Мишки-Топтыжки:
\[ E_{k2} = \frac{1}{2} m_2 v_2^2 = \frac{1}{2} \cdot 0.4 \cdot (6)^2 = \frac{1}{2} \cdot 0.4 \cdot 36 = 7.2 \, \text{Дж} \]
Шаг 3: Найдем общую кинетическую энергию перед столкновением
Общая кинетическая энергия перед столкновением будет равна сумме кинетических энергий обоих снежков: \[ E_{k\text{ total}} = E_{k1} + E_{k2} = 0.9 + 7.2 = 8.1 \, \text{Дж} \]
Шаг 4: Ответ
Начальная кинетическая энергия образовавшегося большого снежка будет равна 8.1 Дж.
Ответ: 8.1 Дж.