Тема . Динамика. Импульс. Закон сохранения импульса

.01 Банк ФИПИ

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела динамика. импульс. закон сохранения импульса
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#74169

Конькобежец массой 60 кг, стоя на коньках на льду, бросает в горизонтальном направлении предмет массой 1 кг со скоростью 24 м/с и откатывается на 40 см. Найдите коэффициент трения коньков о лёд.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

PIC

Система "конькобежец + предмет"изолирована в горизонтальном направлении во время броска, так как:
Время броска очень мало, поэтому сила трения не успевает изменить импульс системы за этот момент.
Вертикальные силы (сила тяжести и нормальная реакция) компенсируют друг друга и не влияют на горизонтальное движение.
Запишем закон сохранения импульса в проекции на горизонтальную ось

0 =p⃗к +⃗pш

0= Mv2 − mv1

Здесь pк = Mv2  - импульс конькобежца, pш = mv1  - импульс шайбы.
Выразим отсюда скорость конькобежца:

    mv1-
v2 = M

Сказано, что конькобежец откатывается на 40 см, значит, в конце он останавливается - его скорость равна 0. Человек останавливается, так как он движется с замедляющим ускорением, которое вызвано силой трения. тогда получим:

Ma = Fтр

Поскольку тело движется, то сила трения равняется максимально возможной силе, рассчитываемой по формуле Fтр = μN  , при этом N =Mg  , а значит, F тр =μMg  В итоге получаем:

Ma  = μMg

a = μg

Запишем формулу для нахождения пути:

    0− v2   v2
S = -−2a2=  22a-

Получаем:

    (mv1)2
S = 2M2μg-

Откуда коэффициент трения:

μ = (mv1)2-
    2SgM2

       (1 ⋅24)2
μ = 2⋅0,4⋅10⋅602 = 0,02
Ответ:

    (mv1)2
μ = 2SgM2 = 0,02.

Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие

3

элементы:

1) верно записано краткое условие задачи;

2) записаны уравнения и формулы, применение которых

необходимо и достаточно для решения задачи выбранным

спосбом (в данном решении: формула импульса, закон сохранения импульса, второй закон Ньютона, формула силы трения скольжения, формула пути при равноускоренном движении тела)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены

2

вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена

ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ

ИЛИ

Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-

либо числовых расчётов

ИЛИ

Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо

и достаточно для решения задачи выбранным способом, но

в математических преобразованиях или вычислениях допущена

ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,

1

необходимых для решения задачи

ИЛИ

Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена

ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!