Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Какое расстояние S пройдет грузик по тележке до остановки на ней, если

Условие

Рисунок к задаче

На горизонтальном столе стоит длинная тележка массой M = 500 г c легкими колесами, которые могут вращаться вокруг своих осей без трения. На тележку вблизи одного ее конца положили грузик массой m = 200 г и мгновенно придали ему скорость V₀ = 2 м/с в направлении другого конца тележки (см. рис.). Коэффициент трения грузика о верхнюю плоскость тележки равен μ\mu = 0,4. Какое расстояние S пройдет грузик по тележке до остановки на ней, если он еще не свалится на стол?Какие законы Вы используете для описания взаимодействия грузика и тележки и дальнейшего движения тел? 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. Поскольку тела движутся поступательно, то будем описывать их моделью материальных точек. Расставим все силы, действующие на тела в момент остановки грузика на тележке. На тележку действует сила тяжести M\vecgM\vecg и сила реакции опоры N⃗\vec{N} На грузик действует сила тяжести m\vecg,m\vecg, сила реакции опоры N⃗1\vec{N}_1 Поскольку сумма проекций этих сил на горизонтальную ось равна нулю, то в ИСО можно применить закон сохранения импульсаВ ИСО изменение полной механической энергии равно работе всех непотенциальных сил, действующих на тело. В данном случае такими силами является сила реакции опоры и сила трения, возникающая при движении грузика по тележке. Поскольку сила реакции опоры в любой точке траектории перпендикулярна вектору скорости грузика, то единственная сила, которая совершает работу против перемещения грузика — это сила трения. Значит, в ИСО можно применить теорему об изменении механической энергии. Перейдем к решению.1. Решение задачи можно провести двумя способами: динамическим, исходя из второго закона Ньютона для обоих тел и кинематических соотношений, и энергетическим, используя законы сохранения импульса и изменения механической энергии системы тел. Второй способ гораздо проще и быстрее приводит к ответу, поэтому воспользуемся им.

Осталось ещё 3 шага

  1. Грузик остановится на тележке, когда их…

  2. По закону изменения механической энергии…

  3. Разрешая полученную систему уравнений…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

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

Какое расстояние S пройдет грузик по тележке до остановки на ней, если — решение с объяснением | Lom Ai