Естественные науки

Всё равно не могу решить задачу

Шнур длиной L лежит на гладком столе, на одну треть свешиваясь с его края. Определите скорость шнура в тот момент, когда он, соскользнув со со стола займёт вертикальное положение.
Не могу понять как преобразовать длину для этого случая... да и со скоростью есть непонятки- в этой задаче начальную скорость брать за 0? Объяснит может кто?
Тонущий в реке кричит: "Помогите! Не умею плавать!" Прохожий говорит ему спокойно: "Ну и что? Я тоже не умею плавать, но ведь не поднимаю шума..."
Решил по способу С. Логинова (ЗСЭ), и получил, в отличие от него, 8gL/9 = V² или V= 2/3*√(2gL).
Есть, кажется, ещё и способ, где решается дифуравнение d^2s/dt^2= g/L*s. Если найду время и справлюсь, интересно будет сверить со своим ответом и ответом Логинова.
ВС
Валерий Сулимов
62 491
Лучший ответ
Валерий Сулимов Решил и по дифуравнению. Получил тот же результат. Значит, у Логинова где-то ошибка.
Ирина Сидорова Я решил по методу Андрея, ответ совпал с Вашим.
Максим Селезнёв Ответ верен (Ответ совпал с одним из вариантов)
Большое спасибо)
смотри положение центров масс кусков, а потом всего шнура
Максим Селезнёв А можно чуть подробнее?)
1е мая, какая задача.
Ольга Ионова 1-е мая еще не скоро...
Это хорошая задачка из курса теоретической механики.
Прими изначально, что плотность (линейная) шнура - ro (в итоге она сократится)...
Вся длина - l; свисающая часть - x, которая меняется от 1/3*l до l.
Трение о поверхность стола нет (Это марсианские (по мнению Фейнмана) условия).
Записывай дифференциальное уравнение движения и интегрируй...
а оно вам это надо????
Задача бессмысленная. Шнур будет удерживаться двумя третями и никуда не соскользнёт.
Людмила Никифоренко отчего же- одна треть имеет вес, а две третьих надо умножить на 0,001...
Максим Селезнёв Если шнур обладает определенным весом, то соскользнет... вопрос в том, как в данном случае выразить кончную скорость из закона сохранения энергии...
Здесь надо интегрировать. Проще всего искать площадь процесса.

Начинай рисовать оси координат. По абсциссе отложи х — длину свешивающейся части. Вначале это L/3 — отметь эту точку на оси х.

Ось ординат обозначь F — там будем откладывать силу = mg, где m — соответствует свисающей массе. Отложи начальную точку на оси F — как-то обозначь её, чтобы не забыть.

Найди точку, соответствующую начальным параметрам, отметь её на поле. Теперь найди такую же, но для финала: по х это будет L, а по F —> 3 начальных силы.

Соединяем две точки в поле прямой и получаем трапецию — отрежь треугольник вверху горизонтальным сечением — вот его площадь будет совершённой работой.

Находи эту площадь:

(3 – 1)F * (3 – 1)x / 2 = mV²/2, где F = mg

Сокращай всё подряд, включая массу m:

4gx = 4gL/3 = V²

и находи результат, извлекая корень. Понятно, квадратный.

Проведи анализ полученного результата: как зависит конечная скорость шнурка от тяготения (g) и длины шнурка (L) — получишь познавательный результат.

Интересно?
Максим Селезнёв Вот это конструктивно)
Валерий Сулимов См. мой ответ и коммент к нему.
Правильный ответ у Рустама
НПУ на земле
относительно центра масс
mg *L/2- (m/3)*g (L/6)= mV^2/2
Тимур Гилязетдинов Прикинь: если m/x = 1, g = 10, L = 30, x меняется от 10 до 30, то:

F = mg меняется от 100 до 300 при х = L,
A = F*x меняется от 0 до 6000 при х = L,
V²= 2*A/x меняется от 0 до 400 при х = L (2*6000/30 = 400)

Сравни результат с моим V² = 4gL/3 = 4*10*30 / 3 = 400.

Совпадает? Похоже, в расчёте ошибки нет.
потенциальная энергия шнура до соскальзывания равна П=m1gh1+m2gh2, где m1=m/3, m2=2m/3, а h1 и h2 высоты центров тяжести масс m1 и m2 над нулевым уровнем. выберем в качестве нулевого уровня уровень расположенный на L/2 ниже уровня стола. на этом уровне будет находится центр тяжести шнура в момент когда он полностью соскользнет и его потенциальная энергия станет равна 0. тогда h1=L/2, h2=L/4. итак потенциальная энергия шнура до соскальзывания равна П=2m/3*L/2*g+m/3*L/4*g=5mgL/12. по ЗСЭ эта энергия превращается в кинетическую 5mgL/12=mV^2/2, отсюда V=√(5gL/6).
Валерий Сулимов В условиях так: "...соскользнув со стола, займёт ВЕРТИКАЛЬНОЕ положение". Значит, скорость надо определить для того момента, когда нижний конец шнура (а не его ЦТ!) достигнет уровня пола.
Валерий Сулимов Вернее, когда верхний конец шнура достигнет края стола (высота стола не меньше длины шнура; лучше эти величины принять равными).
Валерий Сулимов Если быть внимательнее, то по вашей схеме д. б.: h1= 4L/3, h2=3L/2.
Ирина Сидорова h2=L/3
=2m/3*L/2+m/3*L/3=4/9mgL
V=2/3*sqrt(2gL)
Спокойно! Нет никакого шнура, тем более способного стоять вертикально. есть компьютер, игра в юмор. Жизнь прекрасна. Всё.
Кронос Эол
Кронос Эол
22 542
Задай преподу ответную задачу при всех: во первых, шнур исходя из чего соскользнул? Я так понял, исходя из того, что стол имеет идеально гладкую поверхность. В задаче этого нет. Во вторых не указана масса шнура на единицу длинны, а это значит, что за время t скорость падения шнура будет увеличивается на x(t).Кроме того, частота колебания шнура будет зависит от массы на единицу длинны и тяготения в 9.8 лжи. Короче, я бы послал лесом препода
Gologramma `
Gologramma `
8 987
на х..
Rsi Rsi
Rsi Rsi
1 447
Тонущий в реке кричит: "Помогите! Не умею плавать!" Прохожий говорит ему спокойно: "Ну и что? Я тоже не умею плавать, но ведь не поднимаю шума..."
Решил по способу С. Логинова (ЗСЭ), и получил, в отличие от него, 8gL/9 = V² или V= 2/3*√(2gL).
Есть, кажется, ещё и способ, где решается дифуравнение d^2s/dt^2= g/L*s. Если найду время и справлюсь, интересно будет сверить со своим ответом и ответом Логинова.
Тимур Гилязетдинов Прикинь: если m/x = 1, g = 10, L = 30, x меняется от 10 до 30, то:

F = mg меняется от 100 до 300 при х = L,
A = F*x меняется от 0 до 6000 при х = L,
V²= 2*A/x меняется от 0 до 400 при х = L (2*6000/30 = 400)

Сравни результат с моим V² = 4gL/3 = 4*10*30 / 3 = 400.

Совпадает? Похоже, в расчёте ошибки нет.
@Светлое Будущее, хватит копировать
F.
Fly .
648