"В неподвижно висящей на нити длиной 40 см груз массой 81 гр. попадает летящая горизонтально пластилиновая пуля массой 9 гр. В результате чего груз с прилипшей к ней пулей начинает совершать колебания. Максимальный угол отклонения нити от вертикали при этом = 60 градусов.
Какова скорость пули перед попаданием в груз??? "
Буду очень признателен за подробное решение, а не только за конечный ответ. С меня печенька)
Домашние задания: Другие предметы
Помогите ПОЖАЛУЙСТА решить задачку по физике!! Второй день пытаюсь, фигня выходит.
http://znanija.com/task/12643802 здесь такая же задача
Дано
m₁ =9=9*10⁻³ - масса пули
M = 81=81*10⁻³ - масса груза маятника
α =60° - максимальный угол отклонения.
l - 40 см=0,4 м - длина подвеса.
Найти v₁ - начальную скорость пули.
Ладно выполним рисунок и приведем общие соображения.
До столкновения пули с грузом общий импульс системы равен импульсу пули.
p_1=m_1 \cdot v_1 (1)
После столкновения груз начинает движение вместе с пулей со скорстью v₂ и импульс системы будет равен:
p_2=(M+m_1)\cdot v_2 (2)
Далее груз начнет отклоняться на нити, при этом он будет подниматься. Отклоняться он будет до тех пор, пока вся кинетическая энергия груза и пули не перейдет в их потенциальную энергию.
E_{k2}=E_{p3}
\frac{(M+m_1)v_2^2}{2}=(M+m_1)gh (3)
Выразим высоту подъема h через длину нити l и угол отклонения α получим.
h=CC_1=l-OC_1=l-l\cdot cos( \alpha )=l(1-cos( \alpha )) (4)
Теперь, используя закон сохранения импульса выразим из (1) и (2) скорость v₁:
p_1=p_2
m_1v_1=(m_1+M)v_2
v_1=(m_1+M)v_2/m_1 (5)
Из (3) (4) выразим v₂ через угол отклонения и длину нити.
\frac{(M+m_1)v_2^2}{2}=(M+m_1)gh=(M+m_1)gl(1-cos( \alpha ))
v_2= \sqrt{ 2gl(1-cos( \alpha ))} (6)
Подставим в (5) выражение для скорости v₂ (6).
v_1= \frac{(M+m_1)}{m_1} \cdot \sqrt{ 2gl(1-cos( \alpha ))} (7)
Ну что ж нужная формула получена. Подставим туда числа, какие есть.
v_1= \frac{(M+m_1)}{m_1} \cdot \sqrt{ 2gl(1-cos( \alpha ))}= \frac{(81+9)}{9} \cdot \sqrt{ 2\cdot 9,8(1-cos( 60^o ))}\cdot \sqrt{l} =10 \cdot \sqrt{ 2\cdot 9,8(1- \frac{1}{2} )}\cdot \sqrt{l} =10 \cdot \sqrt{ 9,8}\cdot \sqrt{l}\approx 31,30 \cdot \sqrt{0,4} \approx 19,8 м/с
Т. е. зная длину подвеса, можно по углу отклонения рассчитать начальную скорость.
У нас в лабараторке мы вообще напрямую замеряли высоту подъема.
Ответ: v₁≈19,8 м|c.
m₁ =9=9*10⁻³ - масса пули
M = 81=81*10⁻³ - масса груза маятника
α =60° - максимальный угол отклонения.
l - 40 см=0,4 м - длина подвеса.
Найти v₁ - начальную скорость пули.
Ладно выполним рисунок и приведем общие соображения.
До столкновения пули с грузом общий импульс системы равен импульсу пули.
p_1=m_1 \cdot v_1 (1)
После столкновения груз начинает движение вместе с пулей со скорстью v₂ и импульс системы будет равен:
p_2=(M+m_1)\cdot v_2 (2)
Далее груз начнет отклоняться на нити, при этом он будет подниматься. Отклоняться он будет до тех пор, пока вся кинетическая энергия груза и пули не перейдет в их потенциальную энергию.
E_{k2}=E_{p3}
\frac{(M+m_1)v_2^2}{2}=(M+m_1)gh (3)
Выразим высоту подъема h через длину нити l и угол отклонения α получим.
h=CC_1=l-OC_1=l-l\cdot cos( \alpha )=l(1-cos( \alpha )) (4)
Теперь, используя закон сохранения импульса выразим из (1) и (2) скорость v₁:
p_1=p_2
m_1v_1=(m_1+M)v_2
v_1=(m_1+M)v_2/m_1 (5)
Из (3) (4) выразим v₂ через угол отклонения и длину нити.
\frac{(M+m_1)v_2^2}{2}=(M+m_1)gh=(M+m_1)gl(1-cos( \alpha ))
v_2= \sqrt{ 2gl(1-cos( \alpha ))} (6)
Подставим в (5) выражение для скорости v₂ (6).
v_1= \frac{(M+m_1)}{m_1} \cdot \sqrt{ 2gl(1-cos( \alpha ))} (7)
Ну что ж нужная формула получена. Подставим туда числа, какие есть.
v_1= \frac{(M+m_1)}{m_1} \cdot \sqrt{ 2gl(1-cos( \alpha ))}= \frac{(81+9)}{9} \cdot \sqrt{ 2\cdot 9,8(1-cos( 60^o ))}\cdot \sqrt{l} =10 \cdot \sqrt{ 2\cdot 9,8(1- \frac{1}{2} )}\cdot \sqrt{l} =10 \cdot \sqrt{ 9,8}\cdot \sqrt{l}\approx 31,30 \cdot \sqrt{0,4} \approx 19,8 м/с
Т. е. зная длину подвеса, можно по углу отклонения рассчитать начальную скорость.
У нас в лабараторке мы вообще напрямую замеряли высоту подъема.
Ответ: v₁≈19,8 м|c.
Катя Куприна
Спасибо большое))) что-то не догадался погуглить)
Похожие вопросы
- помогите ПОЖАЛУЙСТА решить задачку по физике, заранее СПАСИБО
- Помогите плиз решить задачку по физике на силу трения
- Помогите, пожалуйста решить задачку, ребёнку в школе задали (вопрос внутри)
- помогите пожалуйста решить задачку:Купец купил 138 аршин черного и синего сукна за 540 рублей. Сколько купил он того и д
- Помогите Пожалуйста решить задачки!
- Помогите пожалуйста решить задачку по математике для 4 класса!
- Помогите, пожалуйста, решить задачу по физике. Очень надо.
- Помогите пожалуйста, проболела всю тему. Ничего толком не поняла. Помогите пожалуйста, решить задачи по физике, 9 класс)
- помогите пожалуйста решить задачку за 4-й класс
- помогите пожалуйста решить задачки по уголовному