Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Два шарика массами $M_1$ и $M_2$ подвешены на вертикальных тонких нитях

Условие

Рисунок к задаче

Два шарика массами M1M_1 и M2M_2 подвешены на вертикальных тонких нитях длиной L1=90смL_1=90см и L2=20смL_2=20см соответственно так, что они находятся на одной высоте. Их массы относятся M1=1,5M2M_1=1,5M_2 Между шариками находится сжатая и связанная нитью легкая пружина. При пережигании связывающей нити пружина распрямляется, расталкивает шарики и падает вниз. В результате нити отклоняются в разные стороны, причем шарик M2M_2 отклонился на угол 90∘90^{\circ} На какой угол отклонился первый шарик? Считать величину сжатия пружины во много раз меньше длин нитей.

Какие законы Вы использовали для описания взаимодействия шариков? Обоснуйте их применение к данному случаю.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. Обоснование Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной.

    Шарики имеют малые размеры по сравнению с длиной нити, поэтому будем считать их материальными точками.

    При пережигании нити пружина толкает оба шарика, действуя на шарики внутренней силой — силой упругости, все внешние силы, действующие на систему двух шариков, направлены вертикально (силы тяжести и натяжения нитей), поэтому сохраняется горизонтальная проекция импульса системы шариков, поскольку импульс пружины пренебрежимо мал из-за ее малой массы.В процессе движения каждого шарика на нити к верхней точке своей траектории на каждый из них действуют сила тяжести \vecmg\vecmg и сила натяжения нити T⃗\vec{T} Изменение механической энергии шарика в ИСО равно работе всех непотенциальных сил, приложенных к нему. В данном случае единственной такой силой является сила натяжения нити T⃗\vec{T} Заметим, что в каждой точке траектории T⃗\vec{T} перпендикулярен \vecv,\vecv, где \vecv\vecv — скорость шарика, поэтому работа силы T⃗\vec{T} равна нулю, а механическая энергия каждого шарика на этом участке его движения сохраняется . Перейдем к решению.1. После пережигания нити шарики взаимодействуют друг с другом. По закону сохранения импульса M1v1=M2v2M_1 v_1=M_2 v_2

Осталось ещё 1 шаг

  1. Шарики поднимутся на некоторую высоту. По…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Механика (расчетная задача высокого уровня с обоснованием)»

Два шарика массами $M_1$ и $M_2$ подвешены на вертикальных тонких нитях — решение с объяснением | Lom Ai