Тема . Механика. Динамика и Статика

.10 Наклонная плоскость

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. динамика и статика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#114292

На гладкой горизонтальной поверхности стола покоится клин. Гладкая наклонная поверхность клина образует с горизонтом угол α  такой, что cosα = 0,6.  Если шайбе, находящейся у основания клина, сообщить начальную скорость V
 0  вдоль поверхности клина (см. рис.), то к моменту достижения шайбой высшей точки траектории скорость шайбы уменьшается в n = 5  раз. В процессе движения шайба безотрывно скользит по клину, а клин по столу. Ускорение свободного падения g.  Известными считать V0,n  и α.
1. Найдите отношение m ∕M  массы шайбы к массе клина.
2. На какую максимальную высоту H,  отсчитанную от точки старта, поднимается шайба в процессе движения по клину?
3. Через какое время T  после старта шайба поднимается на максимальную высоту?

(«Физтех», 2019, 11)

PIC

Источники: «Физтех», 2019, 11

Показать ответ и решение

1. В момент, когда у шайбы скорость относительно клина равна нулю (в высшей точке траектории), у клина будет некоторая скорость u  , та же скорость будет и у шайбы – u

PIC

Чтобы ответить на первый вопрос задачи, запишем закон сохранения импульса в проекции на горизонтальную ось (все внешние силы ориентированы перпендикулярно к оси Ox).

mV0 cosα = m ⋅u+ M  ⋅u

Из этого равенства нетрудно выразить отношение масс:

m-=  ----u-----= -13∕51 = 1
M    V0cosα− u    5 − 5  2

2. Запишем теперь закон сохранения энергии для шайбы (обратите внимание, что закон всегда пишется для инерциальной системы отсчета):

mV-20-= mgH +  mu2-+ M-u2-
 2             2      2

Отсюда несложно выразить H  :

     1             11V 2
H =  --(V20 − 3u2) =---0-
     2g            25 g

3. Из картинки:       -H--
Sотн = sin α,  при этом aотн = Const  . Тогда справедлива известная формула для перемещения при равноускоренном движении: S   = V0-+0-T
 отн     2  .

Теперь выразим искомое время T  :

      2H     22     V0       11 V0
T = V-sinα-= 25 g√1-− cos2α-= 10 g
     0
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!