Тема . №22 Механика. МКТ и термодинамика (Расчетная задача)

.04 Законы сохранения в механике

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №22 механика. мкт и термодинамика (расчетная задача)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#81708

Летящая горизонтально со скоростью 20 м/с пластилиновая пуля массой 9 г попадает в груз, неподвижно висящий на нити длиной 40 см, в результате чего груз с прилипшей к нему пулей начинает совершать колебания. Максимальный угол отклонения нити от вертикали при этом равен α = 60∘ . Какова масса груза?

Показать ответ и решение

PIC

В момент попадания пули в груз выполняется закон сохранения импульса

m ⃗v = (M + m )⃗u

В проекции на ось x  :

mv = (m +M )u,

где m  – масса пули, M  – масса груза, v  – скорость пули в момент столкновения, u  – скорость составного тела после столкновения.
Отсюда

u=  -mv--.
    m+ M

Далее при движении составного тела выполняется закон сохранения энергии. При этом в нижней точке тело имеет только кинетическую энергию, равную

            2
Eк = (m-+-M-)u-,
        2

а в верхней точке имеет только потенциальную энергию, равную

E п = (m +M )gh= (m + M)gl(1 − cosα).

Запишем закон сохранения энергии

Eк = Eп ⇒ (m-+-M-)u2= (m +M )gl(1− cosα)
              2

или

  m2v2                                                 ∘ ----m2v2---
2(m-+M-)2 = gl(1 − cosα)⇒ m2v2 = 2gl(m + M )2(1− cosα)⇒ M =  2gl(1-− cosα) − m

Подставляем числа из условия

    ∘ ------------------------
M =   ---(9⋅10−3-кг)2⋅(20 м/с)2-− 9⋅10−3 кг = 81 г
      2 ⋅10 м/с2⋅0,4 м(1− cos60∘)
Ответ:

    ∘ ----m2v2---
M  =  2gl(1-−-cosα) − m = 81 г

Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

2

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: закон сохранения импульса, закон сохранения энергии, формула кинетической энергии, формула потенциальной энергии);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования,

приводящие к правильному ответу;

IV) представлен правильный ответ

Правильно записаны все необходимые положения теории,

1

физические законы, закономерности, и проведены преобразования,

направленные на решение задачи, но имеется один или несколько

из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения

и не зачёркнуты.

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях допущены

ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены

логически важные шаги.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе

в записи единиц измерения величины)

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1 или 2 балла

Максимальный балл

2

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!