Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Какие законы Вы используете для описания взаимодействия шарика и

Условие

Рисунок к задаче

На тележке массой M = 1 кг, находящейся на горизонтальной плоскости, установлен штатив, на котором подвешен на невесомой нерастяжимой нити груз массой m = 200 г, касающийся штатива (см. рис.). Тележке сообщили скорость V = 1 м/с вдоль плоскости, и через некоторое время она испытала абсолютно неупругое соударение с упором на плоскости. Затем груз на нити по инерции отклонился от вертикали и потом, возвращаясь в положение равновесия, абсолютно неупруго столкнулся со штативом. Какую скорость υ приобрела в результате этого тележка с грузом? Нить подвеса в течение всего процесса остается натянутой, трением можно пренебречь.

Какие законы Вы используете для описания взаимодействия шарика и тележки? 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 малы, то будем описывать их моделью материальных точек. Расставим все силы, действующие на тела. На тележку действует сила тяжести M\vecgM\vecg и сила реакции опоры N⃗\vec{N} На шарик, подвешенный на нити, действует сила тяжести m\vecgm\vecg и сила натяжения нити T⃗\vec{T} Поскольку эти силы являются внешними, а сумма их проекций на горизонтальную ось равна нулю, то система «шарик — тележка» является замкнутой. Значит, в ИСО можно применить закон сохранения импульса. Перейдем к решению.1. После столкновения тележки с упором она останавливается, потеряв всю свою кинетическую энергию, а груз по инерции в первый момент продолжает двигаться со скоростью V и отклоняется на некоторый угол, причем нить по условию все время остается натянутой, прижимая тележку к упору.2. После достижения максимального угла отклонения нити с грузом от вертикали, когда вся его кинетическая энергия перейдет в потенциальную энергию в поле силы тяжести, груз на нити начнет опускаться, по-прежнему прижимая тележку к упору и сохраняя свою механическую энергию до момента неупругого столкновения со штативом при скорости V, после чего скорости груза и тележки сравняются и станут равными υ.

Осталось ещё 1 шаг

  1. По закону сохранения проекции импульса на…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

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