Дано:
m = 50 кг
L
M - ?
Когда человек начинает подниматься, то система "человек-шар" приходит в движение. Человек начал двигаться вверх со скоростью υ, а шар - вниз со скоростью V. Предполагается, что человек поднимается с постоянной скоростью. Лестница связана с корзиной шара, а корзина - с самим шаром, т.е. лестницу можно считать частью шара. Человек, поднимаясь, действует на лестницу (а значит - и на шар) с силой F. Согласно 3-ему закону Ньютона шар действует на человека с той же силой F, но обратной по направлению. Ну а из 3-его закона Ньютона вытекает закон сохранения импульса, который гласит, что импульс изолированной системы тел, которые взаимодействуют только друг с другом, не меняется с течением времени:
р = р'
В начале, когда система покоится, её импульс равен нулю:
р = 0
После того, как человек стал подниматься по лестнице вверх, а шар - опускаться вниз, импульс системы также равен нулю:
р' = 0
Тогда рассмотрим сумму импульсов шара и человека. Направим координатную ось вверх, тогда импульс человека будет сонаправлен с осью, а импульс шара - противонаправлен ей (будет иметь знак "минус"):
mυ + (-MV) = 0 => mυ = ΜV => M = mυ/V
Взаимодействие шара и человека мы рассматриваем относительно земной поверхности. Если шар опустился на четверть длины лестницы, то человек поднялся на 3/4 её длины. Оба движения - человека и шара - произошло за один и тот же промежуток времени t. Значит, если известны перемещения и время, за которое они совершены, то мы можем выразить скорость каждого из тел как отношение s к t:
s_шара = (1/4)*L
s_человека = (3/4)*L
υ = s_человека/t = ((3/4)*L) : t = 3L/(4t)
V = s_шара/t = ((1/4)*L) : t = L/(4t)
Подставляем:
M = mυ/V = m*(υ/V) = m*3L/(4t) : L/(4t) = m*3L/(4t)*4t/L = 3m = 3*50 = 150 кг
ответ: 150 кг.
1.потенциальная энергия поднятого тела над землей переходит в кинетическую энергию движущегося тела.
после удара кинетическая энергия копра переходит в кинетическую энергию сваи, свая движется в почве под действием трения и ее кинетическая энергия переходит во внутреннюю энергию сваи и почвы.
2.кинетическая энергия движущегося автомобиля за счет трения переходит во внутреннюю энергию тормозных колодок, нагревающихся шин и дорожного покрытия.
3.вначале оба шарика потенциальной энергией, которая переходит в кинетическую энергию.
в первом случае соударение : кинетическая энергия шарика переходит в потенциальную энергию деформировавшейся плиты и шарика; а затем она снова переходит в кинетическую энергию шарика. эта кинетическая энергия затем переходит в потенциальную энергию по мере подъема шарика.
во втором случае кинетическая энергия шарика переходит во внутреннюю энергию шарика и песка.
4.кинетическая энергия шнура переходит во внутреннюю энергию шнура и трубки; затем внутренняя энергия трубки посредством теплопередачи частично переходит во внутреннюю энергию эфира. внутренняя энергия эфира при кипении эфира переходит в потенциальную энергию сжатого пара, а она, в свою очередь, переходит в кинетическую энергию пробки; по мере подъема пробки вверх ее кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию.
