1)в пружинном пистолете пружина жесткостью k=1000 н/м сжата на 2 см. Определите скорость пули-шарика массой 10 г при падении на землю с высоты 20 м: а)верх б)вниз 2 На гладкой горизортальной поверхности стоят две тележки массами М1 и М2. На первой тележке находится человек массой m, который в некоторый момент времени прыгнет горизонтально со скоростью V. Чему равны скорости тележек после приземления человека на вторую тележку 3 На гладкой плоскости, состоящий угол а=30 с горизонтом, покоится брусок массой m=200 г , удерживаемый пружиной жёсткостью k= 5 H/m , другой конец, который закреплен в верхней точке плоскости. Бруску сообщают начальную скорость V0= 0,1 м/с , направленную вдоль наклонной плоскости верх. На какую максимальную высоту относительно исходного уровня поднимается брусок.
1) а) Для определения скорости пули-шарика вверх при падении на землю сначала найдем потенциальную энергию пружины, которая перешла в кинетическую энергию пули-шарика: Ep = (1/2)kx^2 = (1/2) 1000 (0.02)^2 = 0.2 Дж Затем найдем скорость пули-шарика вверх при падении: Ep = Ek mgh = (1/2)mv^2 v = sqrt(2gh) = sqrt(2 9.8 20) ≈ 19.80 м/с
б) Для определения скорости пули-шарика вниз при падении на землю также используем закон сохранения энергии: Ep + Ek = mgh Ek = mgh - Ep v = sqrt(2gh - 2Ep) = sqrt(2 9.8 20 - 2 * 0.2) ≈ 19.79 м/с
2) После приземления человека на вторую тележку, скорость первой тележки изменится в соответствии с законом сохранения импульса: М1V1 = М1V1' + (M2+m)V2' где V1 и V2 - скорости тележек до прыжка человека, V1' и V2' - скорости тележек после прыжка. Из уравнения можно найти скорость тележки М2 после прыжка человека.
3) Для нахождения максимальной высоты, на которую поднимается брусок, воспользуемся законами сохранения энергии. Начальная кинетическая энергия бруска равна потенциальной энергии, которую он получил от пружины: Ek = Ep (1/2)mv^2 = mgh h = v^2 / (2g) = 0.1^2 / (2 * 9.8) ≈ 0.00051 м = 5.1 см
Таким образом, брусок поднимется на максимальную высоту около 5.1 см относительно исходного уровня.
1)
а) Для определения скорости пули-шарика вверх при падении на землю сначала найдем потенциальную энергию пружины, которая перешла в кинетическую энергию пули-шарика:
Ep = (1/2)kx^2 = (1/2) 1000 (0.02)^2 = 0.2 Дж
Затем найдем скорость пули-шарика вверх при падении:
Ep = Ek
mgh = (1/2)mv^2
v = sqrt(2gh) = sqrt(2 9.8 20) ≈ 19.80 м/с
б) Для определения скорости пули-шарика вниз при падении на землю также используем закон сохранения энергии:
Ep + Ek = mgh
Ek = mgh - Ep
v = sqrt(2gh - 2Ep) = sqrt(2 9.8 20 - 2 * 0.2) ≈ 19.79 м/с
2) После приземления человека на вторую тележку, скорость первой тележки изменится в соответствии с законом сохранения импульса:
М1V1 = М1V1' + (M2+m)V2'
где V1 и V2 - скорости тележек до прыжка человека, V1' и V2' - скорости тележек после прыжка. Из уравнения можно найти скорость тележки М2 после прыжка человека.
3) Для нахождения максимальной высоты, на которую поднимается брусок, воспользуемся законами сохранения энергии. Начальная кинетическая энергия бруска равна потенциальной энергии, которую он получил от пружины:
Ek = Ep
(1/2)mv^2 = mgh
h = v^2 / (2g) = 0.1^2 / (2 * 9.8) ≈ 0.00051 м = 5.1 см
Таким образом, брусок поднимется на максимальную высоту около 5.1 см относительно исходного уровня.