Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Какие законы Вы используете для описания движения и взаимодействия

Условие

Рисунок к задаче

На гладком горизонтальном столе покоится брусок с прикрепленной к нему гладкой изогнутой в вертикальной плоскости тонкой жесткой трубкой (см. рис.). Общая масса бруска с трубкой равна M = 0,8 кг. В верхний конец вертикальной части трубки, находящийся на высоте H = 70 см над бруском, опускают без начальной скорости маленький шарик массой m = 50 г. Другой конец трубки наклонен к горизонту под углом α = 30° и находится на высоте h = 20 см над бруском. Найдите модуль скорости, с которой будет двигаться брусок после того, как шарик вылетит из трубки.

Какие законы Вы используете для описания движения и взаимодействия трубки 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. Трубка находится на гладком столе, то есть отсутствует сила трения. Поверхность трубки гладкая, следовательно, на шарик не действует сила трения. В инерциальной системе отсчета при взаимодействии трубки и шарика можно применять закон сохранения импульса, поскольку внешние силы тяжести и реакции опоры можем не учитывать при рассмотрении изменения скорости тел в горизонтальном направлении, поскольку их сумма их проекций на горизонтальную ось равна нулю. В ИСО изменение механической энергии равно работе всех непотенциальных сил, действующих на тело, равна нулю. Такими силами являются силы реакции опоры, действующие на брусок с трубкой и шарик, движущийся в ней. Поскольку в любой точке траектории силы реакции опоры перпендикулярны векторам скорости тел, то их работа равна нулю, а значит и работа непотенциальных сил также обращается в ноль. Следовательно, в ИСО можно применить закон сохранения энергии. Перейдем к решению. [рисунок]

Осталось ещё 5 шагов

  1. Из условия задачи следует, что шарик вылетит…

  2. Поскольку шарик в системе отсчета, связанной…

  3. Поскольку механическая энергия системы…

  4. Сохраняется также и нулевая горизонтальная…

  5. Решая полученную систему уравнений, находим…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Механика (расчетная задача)»

Какие законы Вы используете для описания движения и взаимодействия — решение с объяснением | Lom Ai