Question

Кусок пластилина массой 200 грамм бросают вверх с начальной скоростью 10 м в секунду.Через 0,4 секунды свободного полёта пластилин встречает на своём пути висящий на нити брусок массой 200 грамм. Чему рана потенциальная энегрия бруска с прилипшим к нему пластилином относительно начального положения бруска в момент полной его остановке?Удар считать мгновенным,сопротивлением воздуха пренебречь.(Подробно,с полным решением пожалуйста)

Answer 1

При таком неупругом мгновенном ударе сохраняется только импульс. Но сначала найдем импульс, с каким подлетел кусок к бруску. 

Скорость за время полета упадет на gt = 0.4*10 = 4 м/с  и будет 10-4=6м/с
Импульс куску будет  $p = mv_2 = 0.2\cdot6 = 1.2$ кг*м/с

Этот же начальный импульс по закону сохранения будут иметь слипшиеся грузик и кусок. Теперь введем ноль потенциальной энергии на начальной высоте бруска. По закону сохранения энергии вся кинетическая энергия слипшихся бруска и куска перейдет в искомое приращение потенциальной энергии. Выразим кинетическую не через скорость, а через импульс

$\Delta E_p = E_k = \frac{p^2}{2(m+M)} = \frac{1.44}{2\cdot(0.2+0.2)} = 1.8$

Ответ 1.8 Дж

Answer 2

Дано  m=M=0,2 кг   t=o,4с    Еp- ?

1) Vy=Vo-g*t=10-10*0,4=6 м/с

2) по закону сохранения импульса  m*V=(m+M)*U
U=m*V/(m+M)=0,2*6/0,4=3м/с

3) по закону сохранения энергии (m+M)*V^2/2=Ep
Ep=0,4*9/2=1,8 Дж

Ответ Ep=1,8 Дж

Answer 3

Для решения данной задачи, мы можем использовать законы сохранения энергии.

Изначально у пластилина есть только кинетическая энергия, которая равна:

Ek = (1/2) * m * v^2,

где m - масса пластилина (200 г = 0,2 кг), v - начальная скорость пластилина (10 м/с).

Таким образом, начальная кинетическая энергия пластилина составляет:

Ek1 = (1/2) * 0,2 * (10)^2 = 10 Дж.

Когда пластилин встречает на своем пути брусок и прилипает к нему, вся кинетическая энергия пластилина переходит в потенциальную энергию системы "пластилин-брусок". Так как брусок останавливается, его потенциальная энергия прилипшего пластилина относительно начального положения будет равна потерянной кинетической энергии пластилина.

Поэтому, потенциальная энергия бруска с прилипшим к нему пластилином будет:

Ep2 = Ek1 = 10 Дж.

Таким образом, результирующая потенциальная энергия бруска с прилипшим к нему пластилином относительно начального положения бруска составляет 10 Дж.