Тема . Механика. Импульс и Энергия

.04 Закон сохранения и изменения энергии

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#117919

На гладкой горизонтальной поверхности лежит доска длиной L  и массой M.  На краю доски покоится небольшой брусок. На брусок начинает действовать постоянная горизонтальная сила, так что он движется вдоль доски с ускорением, которое больше ускорения доски. Найдите ускорение, с которым двигалась доска, если за время движения по ней бруска выделилось количество теплоты Q.

Показать ответ и решение

Запишем 2-й закон Ньютона для бруска и для доски:

ma  = F − Fтр  (для бруска)

По 3-у закону Ньютона на доску действует сила трения со стороны бруска равная по модулю силе трения, действующей на брусок, но противоположной по направлению.
Поэтому 2-й закон Ньютона для доски будет выглядеть так:

M A = F тр  (для доски)

Исходя из этих уравнений выразим силу F  и запишем ее работу по перемещению бруска:

AF  = FLбр = (ma + M A )Lбр

Теперь запишем закон сохранения энергии для системы:

                      mv2бр   M-v2д
AF  = Eк.бр + E к.д + Q = 2  +   2  + Q

Из кинематики равноускоренного движения можем записать такое уравнение:

    v2 − v20
S = --2a---

Для бруска и для доски соответственно они будут выглядеть так:

      2
Lбр = vбр
      2a

     v2д-
Lд = 2A

Из них можем подставить квадраты скоростей в закон сохранения энергии. Получим:

AF = mL брa + M LдA + Q

Подставляем работу силы F  :

(ma + M A )L   = mL   a+ M L A + Q
            бр      бр      д

Пользуясь тем, что перемещение бруска складывается из перемещения по доске и перемещения самой доски, можем записать:

Q  = M AL

Откуда ускорение доски:

    -Q--
A = M L
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!