Какие законы Вы используете для описания движения и взаимодействия
Условие

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 ответРешение по шагам
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
Из условия задачи следует, что шарик вылетит…
Поскольку шарик в системе отсчета, связанной…
Поскольку механическая энергия системы…
Сохраняется также и нулевая горизонтальная…
Решая полученную систему уравнений, находим…
Бесплатно · займёт минуту