Тема . №26 Механика (Расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)

.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 №26 механика (расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#19867

Горка массой 5m  с покоящейся на её вершине шайбой массой m скользит со скоростью v  по гладкой горизонтальной поверхности стола в направлении покоящейся незакреплённой горки массой 7m  (см. рисунок). От незначительного толчка шайба съезжает с горки, горка останавливается, а шайба движется по столу в направлении горки массой 7m  .
1) Найдите высоту горки массой 5m  .
2) На какую максимальную высоту сможет подняться шайба на горке массой 7m  ?
Поверхности горок гладкие. Горки имеют плавный переход к поверхности стола. Шайба не отрывается от поверхности горок, а поступательно движущиеся горки — от стола. Направления всех движений находятся в одной вертикальной плоскости.

PIC

Показать ответ и решение

1) Запишем закон сохранения импульса при движении шайбы вниз с первой горки:

(5m+ m )⃗v = 5m⃗V + m⃗u,

где V  – скорость горки массой 5m  после скатывания горки, u  – скорость шайбы внизу горки.
Спроецируем закон сохранения импульса на горизонтальную ось, с учётом, что по условию V = 0  :

(5m+ m )v = mu,

отсюда

u =6v.

Запишем закон сохранения энергии при движении шайбы вниз:

      5mv2   mv2   mu2
mgh + --2--+ -2--= -2--,

где h  – высота горки.
Тогда

       2      15v2
gh= 15v ⇒ h = -g--.

2) Шайба перестанет подниматься на горку в момент, когда их скорости станут равны, пусть эта скорость равна U  . Запишем закон сохранения импульса:

m⃗u = (7m + m)⃗U,

спроецируем на горизонтальную ось и подставим u= 6v  :

6mv = 8mU ⇒ U = 6 v = 3v.
                8    4

Запишем закон сохранения энергии при движении шайбы вверх по горке массой 7m  :

mu2   mU2    7mU2
-2--= --2- + -2---+ mgH,

где H  – искомая высота.
С учётом u = 6v  и     3
U = 4v  имеем

  2   9 2           63v2
18v = 4v + gH ⇒ H = -4g-
Ответ:

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!