Домашние задания: Физика
Помогите пожалуйста сделать задачку по физике
19. Трос длины L движется по инерции внутри горизонтальной трубы, которая изгибается в вертикальной плоскости под углом a = 30°. Когда трос, поднимаясь по трубе, остановился, в наклонной части трубы оказалась половина его длины. Определите, сколько времени прошло от начала подъема троса до момента, когда в наклонной части трубы оказалась четвертая его часть. Силами трения пренебречь.
РЕШЕНИЕ:
Если в момент полного подъема загнуть освободившийся сзади кусок трубы вверх тоже на 30°, то получим «маятник» типа пружинного.
Решим ситуацию для такого маятника.
M – полная масса троса.
Обозначим временно: l = L/2.
При остановке центр тяжести половинки l поднимается на высоту h = ½ l*sin30° = l/4.
Потенциальная энергия троса при этом: U = (M/2)gh = Mgl/8 (*). Но с другой стороны для пружинного маятника:
U = ½ kl². (**), где l амплитуда колебаний. Приравняв (*) и (**), получим для «коэффициента упругости»: k = Mg/(4l).
Период этого маятника: Т = 2п√(М/k) = 2п√(4l/g).
Уравнение колебаний: x = l*sin[(2п/Т) *t].
Для четвертинки: x = l/2, откуда: sin[(2п/Т) *t] = ½ или [(2п/Т) *t] = п/6. И t = п*Т/(12п) = Т/12. ==>
t = Т/12 = (п/6)√(4l/g) = (п/6)√(2L/g).
Итак, вернувшись к L, получили: t = (п/6)√(2L/g).
Понятно, что это время зависит от L.
PS. Кстати, задачка непростая. Тебя, очевидно, считают УМНЕНЬКИМ.
Если в момент полного подъема загнуть освободившийся сзади кусок трубы вверх тоже на 30°, то получим «маятник» типа пружинного.
Решим ситуацию для такого маятника.
M – полная масса троса.
Обозначим временно: l = L/2.
При остановке центр тяжести половинки l поднимается на высоту h = ½ l*sin30° = l/4.
Потенциальная энергия троса при этом: U = (M/2)gh = Mgl/8 (*). Но с другой стороны для пружинного маятника:
U = ½ kl². (**), где l амплитуда колебаний. Приравняв (*) и (**), получим для «коэффициента упругости»: k = Mg/(4l).
Период этого маятника: Т = 2п√(М/k) = 2п√(4l/g).
Уравнение колебаний: x = l*sin[(2п/Т) *t].
Для четвертинки: x = l/2, откуда: sin[(2п/Т) *t] = ½ или [(2п/Т) *t] = п/6. И t = п*Т/(12п) = Т/12. ==>
t = Т/12 = (п/6)√(4l/g) = (п/6)√(2L/g).
Итак, вернувшись к L, получили: t = (п/6)√(2L/g).
Понятно, что это время зависит от L.
PS. Кстати, задачка непростая. Тебя, очевидно, считают УМНЕНЬКИМ.
1. Увидеть здесь аналогию с маятником - круто!!!
А дальше - фантазия по-возрастающей. Уже и коэффициент упругости вводим.
Только задача решается не так.
2. Из контекста следует, что трения нет. Трос движется вверх по инерции. Ускорение g.
Была бы прямая труба - все решается по известным формулам.
Изюминка в том, что часть троса начинает двигаться в наклонной части. Аналог движения тела по наклонной плоскости без трения. Надо определить ускорение в этом случае.
Можно с уверенностью утверждать, что сохраняется закон сохранения энергии. Также удобно рассмотреть движение в обратном порядке - Из конечного состояния трос начинает скользить вниз.
Чтобы найти ускорение в ситуации - часть троса на наклонной - часть в вертикальной части трубы ---
рассматриваем эквивалентную задачу - два тела соединены невесомой нитью, одно тело массой
m1 = M l1/L (М - масса троса, l1 - отрезок в верт. части) висит, другое тело массой m2 = M l2/L -
на наклонной. Находим ускорение с которой двигается система (учитываем, что l1+l2=L и др.)
Надо посмотреть на результат - как ускорение зависит от l2.
Дальше все понятно.
И последнее - неясно, из какого первоначального положения в трубе начался подъем троса? Когда
его край был на сгибе? Или когда его край был ниже сгиба нп 10L?
А дальше - фантазия по-возрастающей. Уже и коэффициент упругости вводим.
Только задача решается не так.
2. Из контекста следует, что трения нет. Трос движется вверх по инерции. Ускорение g.
Была бы прямая труба - все решается по известным формулам.
Изюминка в том, что часть троса начинает двигаться в наклонной части. Аналог движения тела по наклонной плоскости без трения. Надо определить ускорение в этом случае.
Можно с уверенностью утверждать, что сохраняется закон сохранения энергии. Также удобно рассмотреть движение в обратном порядке - Из конечного состояния трос начинает скользить вниз.
Чтобы найти ускорение в ситуации - часть троса на наклонной - часть в вертикальной части трубы ---
рассматриваем эквивалентную задачу - два тела соединены невесомой нитью, одно тело массой
m1 = M l1/L (М - масса троса, l1 - отрезок в верт. части) висит, другое тело массой m2 = M l2/L -
на наклонной. Находим ускорение с которой двигается система (учитываем, что l1+l2=L и др.)
Надо посмотреть на результат - как ускорение зависит от l2.
Дальше все понятно.
И последнее - неясно, из какого первоначального положения в трубе начался подъем троса? Когда
его край был на сгибе? Или когда его край был ниже сгиба нп 10L?
Похожие вопросы
- Помогите, срочно. 2 задачки по физике
- Помогите пожалуйста решить задачу по физике
- Помогите пожалуйста решить задачи по физике. Два груза м1=0,1кг и м2=0,2кг. Лежат на гладкой поверхности.
- ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА С ЗАДАЧЕЙ ПО ФИЗИКЕ❤ ❤ ❤
- Помогите пожалуйста с заданием по физике!
- Помогите, пожалуйста, решить задачу по физике
- Помогите, пожалуйста, решить задачу по физике.
- Помогите пожалуйста с тестом по физике, очень нужно! (7 класс) (хоть что-то)
- Помогите, пожалуйста, решить задачу по физике! (не просто ответ, а решение)
- Помогите пожалуйста с задачей по физике.