Через какое время t после неупругого столкновения брусок вернется в точку столкновения? У нас есть небольшой брусок
Через какое время t после неупругого столкновения брусок вернется в точку столкновения?
У нас есть небольшой брусок массой 200 г, который скользит по гладкой горизонтальной поверхности и абсолютно неупруго сталкивается с неподвижным телом массой 2m. После столкновения, во время дальнейшего поступательного движения, тело налетает на недеформированную пружину, одним концом которой прикрепляется к стене (см. рисунок). Нам интересно узнать, через сколько времени брусок вернется в точку столкновения. Известно, что скорость движения бруска до столкновения u равна 1 м/с, жесткость пружины k составляет 40 Н/м, а расстояние от точки столкновения до пружины L равно 10 см.
У нас есть небольшой брусок массой 200 г, который скользит по гладкой горизонтальной поверхности и абсолютно неупруго сталкивается с неподвижным телом массой 2m. После столкновения, во время дальнейшего поступательного движения, тело налетает на недеформированную пружину, одним концом которой прикрепляется к стене (см. рисунок). Нам интересно узнать, через сколько времени брусок вернется в точку столкновения. Известно, что скорость движения бруска до столкновения u равна 1 м/с, жесткость пружины k составляет 40 Н/м, а расстояние от точки столкновения до пружины L равно 10 см.
10.12.2023 14:23
Написать свой ответ:
Неупругое столкновение и возвращение бруска в точку столкновения.
Разъяснение:
При неупругом столкновении частицы сталкиваются и остаются вместе после столкновения, поглощая некоторую энергию. В данной задаче имеется брусок массой 200 г, который сталкивается с неподвижным телом массой 2m и они остаются вместе.
После столкновения, при дальнейшем движении, тело налетает на недеформированную пружину. Пружина оказывает силу возвратную силу, противодействующую движению бруска. Эта сила зависит от сжатия пружины, которое в свою очередь зависит от времени, прошедшего после столкновения.
Чтобы найти время t, через которое брусок вернется в точку столкновения, необходимо знать жесткость пружины k, сжатие пружины при возвращении бруска в точку столкновения и массу бруска.
Пример использования:
Брусок массой 200 г, движущийся со скоростью 1 м/с, неупруго сталкивается с неподвижным телом массой 2m. После столкновения брусок движется дальше и налетает на недеформированную пружину. Какое время t потребуется бруску для возвращения в точку столкновения, если жесткость пружины k равна 10 Н/м?
Совет:
Для решения данной задачи можно использовать закон сохранения импульса и закон Гука для пружины. Помните, что сила восстановления пружины пропорциональна сжатию пружины.
Дополнительное задание:
Масса бруска составляет 300 г, а масса неподвижного тела - 3m. Скорость движения бруска до столкновения равна 2 м/с. Жесткость пружины k равна 20 Н/м. Найдите время t, через которое брусок вернется в точку столкновения.