Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Какие законы Вы используете для описания взаимодействия тел?

Условие

Рисунок к задаче

Небольшое тело бросили под углом α = 30º к горизонтальной плоскости с начальной скоростью V₀ = 40 м/c. В верхней точке траектории в него попало другое тело такой же массы, брошенное с той же плоскости вертикально вверх с начальной скоростью u₀ = 25 м/c, и оба тела в результате абсолютно неупругого удара слиплись и полетели дальше вместе (см. рис.). На каком расстоянии l от места броска второго тела слипшиеся тела упадут на горизонтальную плоскость? Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

Какие законы Вы используете для описания взаимодействия тел? Обоснуйте их применение к данному случаю.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. ОбоснованиеСистему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной. Поскольку размеры тел малы, то их в данных условиях можно принять за материальные точки. Движение первого тела происходит в поле Земного тяготения без влияния силы сопротивления воздуха. Поэтому в инерциальной системе отсчета применим закон сохранения энергии.

    При неупругом столкновении тел на них действуют внутренние силы взаимодействия. Эти силы являются достаточно большими, так как взаимодействие тел происходит за короткий промежуток времени, а импульс каждого из них изменяется на конечную величину, поэтому силой тяжести по сравнению с ними можно пренебречь. Значит, в инерциальной системе отсчета применим закон сохранения импульса. Дальнейшее движение слипшихся тел происходит только под действием силы тяжести, которая является причиной ускорения свободного падения. Следовательно, применимы законы прямолинейного равноускоренного движения по оси 0y и прямолинейного равномерного движения по оси 0x. Перейдем к решению.1. Из условия задачи следует, что первое тело в момент столкновения со вторым будет находиться в верхней точке траектории на высоте H. Поскольку движение с ускорением свободного падения, то его проекция gy=−g,g_y= - g, то есть движение равноускоренное. Проекции начальной и конечной скоростей равны V0y=V0sin⁡альфаV_0y=V_0 \sin альфа и Vy=0V_y=0 Тогда находим максимальную высоту подъема: H=Vy2−V02y2gy=V02sin⁡2альфа2g=402⋅0,522⋅10=20мH= \frac{V_y^{2} - V^{2}_0y}{2g_y} = \frac{V_0^{2} \sin^{2} альфа}{2g} = \frac{40^{2} \cdot 0,5^{2}}{2 \cdot 10} =20м На горизонтальную ось gx=0,g_x=0, следовательно, движение равномерное с постоянной скоростью Vx1=V0cos⁡альфа=203м/сV_x1=V_0 \cos альфа = 20 \sqrt{3} м/с (см. рис.). [рисунок]

Осталось ещё 3 шага

  1. Второе тело в момент столкновения будет…

  2. Поскольку массы столкнувшихся тел одинаковы…

  3. Время полета слипшегося тела до земли можно…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

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

Какие законы Вы используете для описания взаимодействия тел? — решение с объяснением | Lom Ai