Средняя скорость движения бруска, прикрепленного к стене пружиной
Физика

1. Какова средняя скорость движения бруска, который лежит на гладком полу и прикреплен к стене легкой пружиной? После

1. Какова средняя скорость движения бруска, который лежит на гладком полу и прикреплен к стене легкой пружиной? После резкого удара бруска, имеющего скорость V0=2π м/с, вдоль оси пружины, сколько времени потребуется для его остановки? Учтите, что деформацию пружины можно считать упругой. (Ответ округлите до единицы [м/с], но не указывайте единицы измерения.)

2. Какие массы имеют две прямоугольные пластинки, соединенные невесомой пружиной жесткости κ=300 H/м? Масса первой пластинки составляет 200 г, а масса второй пластинки - 100 г. Плоскости пластин параллельны, а концы пружины соединены с центрами пластин. Первая пластина находится на горизонтальной поверхности.
Верные ответы (2):
  • Anastasiya
    Anastasiya
    64
    Показать ответ
    Средняя скорость движения бруска, прикрепленного к стене пружиной
    При резком ударе бруска скорость его начинает уменьшаться из-за силы упругости пружины. Предположим, что после удара бруск имеет начальную скорость V0, а скорость его движения идет в обратном направлении. Используя закон Гука для пружины и второй закон Ньютона, можно получить уравнение движения бруска.

    F = k * x, где F - сила упругости пружины, k - коэффициент жесткости пружины, x - деформация пружины.

    m * a = k * x, где m - масса бруска, a - ускорение бруска.

    a = k * x / m

    Также известно, что a = dv / dt, где dv - изменение скорости бруска, dt - изменение времени.

    dv / dt = k * x / m

    Решив это дифференциальное уравнение, получим:

    v = V0 * exp(-k / m * t), где v - скорость бруска в момент времени t, V0 - начальная скорость бруска.

    Чтобы найти время, когда скорость бруска станет равной нулю, необходимо решить уравнение:

    0 = V0 * exp(-k / m * t)

    exp(-k / m * t) = 0

    Из последнего уравнения следует, что:

    t = - m / k * ln(0), где ln - натуральный логарифм.

    Так как натуральный логарифм от нуля не существует, это значит, что время, требующееся для остановки бруска, будет бесконечным.

    Ответ: Время для остановки бруска будет бесконечным.

    Массы двух прямоугольных пластинок, соединенных пружиной
    Используем закон Гука для пружины и второй закон Ньютона для каждой пластинки, чтобы найти массу каждой пластинки.

    Сила, действующая на пластинки, вызванная пружиной, равна:

    F = k * x, где F - сила упругости пружины, k - коэффициент жесткости пружины, x - удлинение или сжатие пружины.

    Сила, действующая на пластинки:

    F = mg, где F - сила, действующая на пластинку, m - масса пластинки, g - ускорение свободного падения (около 9,8 м/с²).

    Используя эти два уравнения и учитывая, что пластины соединены пружиной, мы можем прийти к следующим уравнениям:

    k * x = m1 * g
    k * x = m2 * g

    где m1 и m2 - массы первой и второй пластинок соответственно.

    Деля эти два уравнения, получим:

    m1 / m2 = m1 / m2

    Таким образом, масса первой пластинки равна массе второй пластинки.

    Ответ: Масса первой пластинки составляет 200 г, а масса второй пластинки составляет 100 г.
  • Skolzkiy_Baron
    Skolzkiy_Baron
    50
    Показать ответ
    Предмет вопроса: Скорость и время остановки

    Описание:

    1. Для решения задачи нужно воспользоваться законом сохранения механической энергии. По этому закону, сумма кинетической и потенциальной энергии в системе остается постоянной. В начальный момент времени, когда брусок имеет скорость V0, его кинетическая энергия равна (1/2) * m * V0^2, где m - масса бруска. При остановке бруска, кинетическая энергия становится равной нулю. При этом, потенциальная энергия пружины преобразуется в кинетическую энергию бруска.

    2. Деформацию пружины можно считать упругой, что означает, что каждый ее участок восстанавливает свою форму и размеры после устранения деформирующего воздействия. Следовательно, потенциальная энергия пружины пропорциональна квадрату ее деформации, а коэффициент жесткости пружины учитывает эту зависимость.

    Доп. материал:

    1. Для решения первой задачи, нужно использовать закон сохранения энергии. Сумма исходной кинетической энергии и потенциальной энергии пружины равна нулю после остановки бруска. Используя известные значения скорости бруска и его массы, мы можем найти время остановки.

    Совет:

    1. Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется изучить связь между кинетической и потенциальной энергией, а также принципы сохранения энергии.

    Задание для закрепления:

    1. Какова средняя скорость тела, движущегося со скоростью 8 м/с в течение 5 секунд? (Ответ округлите до десятых).
Написать свой ответ: