Question

Помогите пожалуйста с решением задачки по физике Жестко изогнутая трубка укреплена на доске, покоящейся на горизонтальном столе. В трубке на высоте стола H1=40 см от стола удерживается шарик с массой M=5 г. Правый конец трубки горизонтален и находится на высоте H2=10см от стола. Шарик отпускают и доска движется без отрыва от стола. Найдите скорость доски после вылета шарика если скорость шарика относительно стола равна v=2,5 м/с а трение пренебрежимо мало. Общая масса трубки и доски равна 1.2 кг

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

изменение энергии шарика Mg(H1-H2) приводит к изменению скорости v1=корень(2*g(H2-H1))

импульс шарика перераспределяется между доской и шариком

Mv1=Mv+mv2

v2=M(v1-v)/m=M*(корень(2*g(H1-H2))-v)/m

= 0,005*(корень(2*10*(0,4-0,1))-2,5)/1,2 = - 0,00021 м/с = - 0,21 мм/с

Answer 2

Для решения этой задачи можно использовать закон сохранения момента импульса. По закону сохранения момента импульса, сумма моментов импульса до и после события должна оставаться постоянной, если внешние моменты не действуют на систему.

До вылета шарика, момент импульса системы (трубка + доска + шарик) относительно какой-либо точки (например, относительно левого конца трубки) равен нулю, так как все части системы покоятся. После вылета шарика, момент импульса системы также должен остаться равным нулю, так как внешние моменты не действуют на систему.

Давайте обозначим массу доски как M_d, массу трубки как M_t и скорость доски после вылета шарика как V_d. Тогда моменты импульса до и после вылета шарика можно записать следующим образом:

До вылета шарика (момент импульса равен нулю): 0 = 0 + 0 + (M * v), где M - масса шарика, v - скорость шарика относительно стола.

После вылета шарика: 0 = (M_d + M_t) * V_d - M * v

Теперь мы можем решить эту систему уравнений относительно V_d:

(M_d + M_t) * V_d = M * v V_d = (M * v) / (M_d + M_t)

Давайте подставим известные значения: M = 5 г = 0,005 кг M_d + M_t = 1,2 кг v = 2,5 м/с

V_d = (0,005 кг * 2,5 м/с) / 1,2 кг V_d = (0,0125 кг·м/с) / 1,2 кг V_d ≈ 0,01042 м/с

Таким образом, скорость доски после вылета шарика составляет примерно 0,01042 м/с.