Естественные науки

Закон сохранения импульса или закон сохранения энергии?

Здравствуйте, помогите, пожалуйста, разобраться. Есть задача:
Из духового ружья стреляют в спичечную коробку, лежащую на расстоянии l от края стола. Пуля массы m, летящая горизонтально со скорость V0, пробивает коробку и вылетает из неё со скоростью V0/2. Масса коробки M. При каком коэффициенте трения k между коробкой и столом коробка упадёт со стола?
Если находить скорость коробки после того, как из неё вылетает пуля, через закон сохранения импульса или через закон сохранения энергии, получаются разные результаты. В первом случае V = (m*V0)/(2M), во втором случае V = V0*√((3m)/(4M)).
Какой же закон здесь нужно использовать (З. С. И. или З. С. Э.) и почему?
BS
Bahtovarjon Sharifov
1 405
я бы оба закона применил.
При пробитии коробки - импульса (часть энергии профукивается на прострел/нагревание).
Потом, для коробки во время езды по столу, энергии. Чтобы работу силы трения сопоставить с кинетической энергией коробки сразу после прострела.

В момент прострела не работает ЗСЭ - нельзя оценить потери энергии на прострел/нагревание.
Во время езды по столу неудобно использовать ЗСИ - проще силу на расстояние помножить, чем уравнение равноускоренного (равнозамедленного) движения писать или импульс силы оценивать. Расстояние до края стола есть, а длительности езды нет.
Максимус Блэк
Максимус Блэк
25 105
Лучший ответ
Любовь Букреева Вроде правильный ответ, поддерживаю.
Людмила Сереброва А длительность из равноускоренного движения получится. Тут же интересует предельная ситуация - когда коробка доезжает до края с нулевой скоростью. Все БОЛЕЕ "энергичные" сценарии уже не имеют интереса для задачи :-) А по равноускоренному движению "до остановки" - вполне легко узнать зависимость между трением и начальной скоростью.
Белая Пушистая А вы попробовали здесь применить оба закона?
Белая Пушистая Да, вроде без применения обоих законов тут не обойтись.
Белая Пушистая Прошу см. мой коммент к моему же ответу.
Именно энергии. Если в задаче участвует трение, то часть энергии рассеивается на нагрев окружающей среды, т. е. теряет кинематический смысл. Соответственно, энергия механического импульса становится меньше.
Людмила Сереброва
Людмила Сереброва
55 143
Елена Коншекова Там вопрос был больше про скорость коробки сразу после прострела.
Светлана Осипова (Завадская ) Дмитрий, хотя Владимир некрасиво выразился в ваш адрес, чего не должен был делать, но ответ ваш от этого правильным не становится. Применять нужно закон сохранения импульса, это знает любой толковый восьмиклассник.
Igor Traktinskiy Прошу см. мой коммент к моему же ответу.
ЗСЭ здесь не подходит, так как при трении механическая энергия не сохраняется.
Андрей Кенжебаев
Андрей Кенжебаев
71 234
Igor Traktinskiy Не согласен с вами. См. мой ответ.
Igor Traktinskiy Нет, скорее всего я неправ.
Igor Traktinskiy Вернее, нужно применить оба закона.
Igor Traktinskiy Прошу см. мой коммент к моему же ответу.
Если применить ЗСИ, то сюда нужно включить и массу Земли со столом... Надо пользоваться ЗСЭ.
DE= m(v0^2/2-v0^2/8)= 3/8*mv0^2;
A= kMgl< DE; k< 3mv0^2/(8Mgl).
Белая Пушистая
Белая Пушистая
85 251
Белая Пушистая Поправка. Да, здесь без ЗСИ не обойтись, хотя, строго говоря, это применение будет неточным. Ибо ЗСИ соблюдается в изолированных системах; а тут из-за наличия трения в систему включены и стол с Землёй.
mv0= mv0/2+Mv; v= mv0/(2M).
ЗСЭ применяется к коробке:
Mv^2/2= M/2*m^2v0^2/(4M^2)= m^2v0^2/(8M)>A= kMgl; k<m^2v0^2/(8M^2gl).
мне кажется, закон сохранения энергии. Потому как, пуля взаимодействует с коробкой дважды, с одной стенкой и с другой... и как это рассчитать непонятно. кроме того непонятно как учесть при передаче импульса трение по столу
ОШ
Ольга Шелуха
32 340
Белая Пушистая Влетает с одной и вылетает с другой скоростью. Причём тут число сторон коробки?
Белая Пушистая Прошу см. мой коммент к моему же ответу.
Кстати, последнее ваше предложение весьма резонно.
В Вашей задаче не хватает несколько условий. Любая пуля не летит по идеальной прямой. Значит стрелять надо с близкого расстояния. Можно считать центр тяжести коробки в виде точки на пересечении диагоналей. А вот дальше решение будет зависеть куда попадёт пуля относительно центра тяжести. На уровне её и ниже возникнет крутящий момент, отрывающий коробку от поверхности стола. Коэффициент трения уже роли не играет. А выше и сбоку - закрутит как волчок... Крупнокалиберная пуля действительно может "подбросить" человека, смотря куда попадёшь.
Татьяна Коровина
Татьяна Коровина
9 641
Белая Пушистая Может, ещё сопротивление воздуха сюда внести? Если учесть все нюансы, какой громадный вопрос получится?
Кстати, никто из ответивших не попытался решить задачу, тем самым подтверждая правоту своей точки зрения.
Надо использовать оба закона. Пуля передала коробке коробке и энергию, и импульс в направлении полёта пули, и коробка стала двигаться в этом направлении с трением, определяемым коэффициентом трения. Считайте правильно!.
LF
Loved Fate
1 150
Белая Пушистая Вот и примените! Посмотрим, что получится.
Белая Пушистая Прошу см. мой коммент к моему же ответу.

Похожие вопросы