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#48651

Небольшой шарик соскальзывает без начальной скорости и без трения с верхней точки сферы, закреплённой на горизонтальной поверхности стола.
а) Под каким углом к поверхности стола шарик ударится о стол?
б) На какую максимальную высоту поднимется шарик после упругого удара о стол, если радиус сферы равен R?

(МФТИ, 1994)

Источники: МФТИ, 1994

Показать ответ и решение

По поверхности шара шарик движется под действием двух сил: веса mg  и реакции опоры N  , перпендикулярной поверхности. Условие движения по окружности

   2
mv-0-= mg cos α − N,
 R

В точке отрыва реакция обращается в ноль. Из закона сохранения энергии для скорости шарика     v0   в точке отрыва находим mv20
-----= mgR  (1 − cosα )
  2  . Эти два равенства позволяют найти значение скорости и ее направление в точке отрыва:       2
v20 = -gR
      3  и cosα = 2∕3  . При дальнейшем движении шарика его горизонтальная составляющая скорости сохраняется                  ∘  -----
v  =  v cosα =  2-  2gR-
  Γ    0        3    3  . Если H  – максимальная высота отскока, то                  mv2-Γ
mg2R   = mgH   +   2  , поэтому            v2Γ-  50-
H =  2R −  2g = 27 R  .
Угол можно найти как

                 ∘ -------   √ --
        vΓ    2∕3  2gR ∕3      6
cosβ =  ---=  ---√--------=  ----
        v0        4gR         9
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!