Дано: m = 1 кг υ₀ = 10 м/с h = 1,8 м g ≈ 10 м/с² ───────── F = ?
Решение: Изменение импульса тела постоянной массы может происходить, только в результате изменения скорости и всегда обусловлено действием силы: Δp = m·υ = F·Δt Получаем соотношение: m·υ = F·Δt где υ - скорость тела, после времени Δt на высоте h. Время поднятия на высоту h находим из соотношения: h = υ₀·t - 0,5·g·t² 0,5·g·t² - υ₀·t + h = 0 0,5·10·t² - 10·t + 1,8 = 0 5·t² - 10·t + 1,8 = 0 - решаем квадратное ур-ние D = 10² - 4·5·1,8 = 64 -10 + √64 -10 - √64 t₁ = ─────── = - 0,2 t₂ = ─────── = - 1,8 2·5 2·5 Получили два корня: t₁ = 0,2 и t₂ = 1,8 c Скорость у самой горизонтальной преграды после времени t₍₁₋₂₎: υ₁ = υ₀ - g·t₁ = 10 - 10·0,2 = 8 (м/с) υ₂ = υ₀ - g·t₂ = 10 - 10·1,8 = -8 (м/с) - второй корень отпадает т.к. скорость отрицательной быть не может (по величине). Определяем силу импульса: m · υ 1 · 8 F = ───── = ───── = 40 (Н) Δt 0,2 Импульс силы будет: Δp = F · t = 40 · 0,2 = 8 (Н·с)
Пусть начальная высота монетки h, конечная высота монетки h. энергия перед началом движения: e = m g h импульс перед началом движения: p = 0 e и p не должны меняться в процессе движения. энергия, после спуска с первой горки: e = (m/2) v^2 + (4m/2) u^2 импульс, после спуска с первой горки: p = m v - 4 m u (u - скорость движения первой горки после спуска монетки) два уравнения и две неизвестные: v, u (m/2) v^2 + (4m/2) u^2 = m g h m v - 4 m u = 0 из второго уравнения u = 4v подставим в первое: (m/2) 16 u^2 + 4 (m/2) u^2 = m g h 20 u^2 = 2 g h u^2 = g h /10 u = sqr(g h/10) тогда v = 4 sqr(g h/10) энергия в момент остановки монетки на второй горке: e = (m/2) y^2 + (5m/2) y^2 + (4m/2) u^2 + m g h импульс в момент остановки монетки на второй горке: p = - 4 m u + m y + (5 m) y (y - скорость движения второй горки вместе с монеткой в момент остановки монетки относительно второй горки) опять получаем систему из 2 уравнений и двух неизвестных y, h: (m/2) y^2 + (5m/2) y^2 + (4m/2) u^2 + m g h = m g h - 4 m u + m y + (5 m) y = 0 из второго уравнения: 6 y = 4 u y = 2 u /3 первое уравнение (m/2) y^2 + (5m/2) y^2 + (4m/2) u^2 + m g h = m g h 3 y^2 + 2 u^2 + g h = g h подставим y = 2 u/3: (4/3) u^2 + 2 u^2 + g h = g h g h = g h - (10/3) u^2 подставим u = sqr(g h/10): g h = g h - g h/3 h = (2/3)h ответ: монетка поднимется на 2/3 от начальной высоты
0,0(0 оценок)
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota
Оформи подписку