Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Какие законы Вы используете для описания взаимодействия кубика и шарика?

Условие

Горизонтальная поверхность разделена на две части: гладкую и шероховатую. На границе этих частей находится кубик массой m = 100 г. Со стороны гладкой части на него по горизонтали налетает металлический шар массой M = 300 г, движущийся со скоростью υ₀ = 2 м/с. Определите расстояние L, которое пройдет кубик до остановки после абсолютно упругого центрального соударения с шаром. Коэффициент трения кубика о поверхность μ = 0,3. Какие законы Вы используете для описания взаимодействия кубика и шарика? 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. При переходе с гладкой на шероховатую поверхность пренебрегаем вращением шарика, кубик и шарик движутся поступательно, поэтому их можно принять за материальные точки. При взаимодействии тел внешние силы тяжести и реакции опоры не оказывают действия в горизонтальном направлении, а силы трения и сопротивления не действуют. Поэтому в инерциальной системе отсчета можно применить закон сохранения импульса тел. Поскольку в момент удара непотенциальные силы реакции опоры перпендикулярны скоростям кубиков, а силы сопротивления не действуют, то работа всех непотенциальных сил, действующих на тела, равна нулю. Значит, полная механическая энергия сохраняется. Следовательно, в ИСО можно применить закон сохранения энергии в случае абсолютно упругого соударения При дальнейшем движении кубика вся его кинетическая энергия тратится на работу непотенциальной силы трения. Значит, можно применить теорему об изменении кинетической энергии. Перейдем к решению.1. Кубик и шар считаем материальными точками, не учитываем энергию вращения шара после удара и процесс перехода кубика с гладкой части на шероховатую.

Осталось ещё 4 шага

  1. Поскольку соударение абсолютно упругое, то…

  2. Из этих выражений получаем: v = 2M v_0/M + m…

  3. Для описания движения кубика после удара до…

  4. Объединяя полученные выражения, получаем: L=…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

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