ВУЗы и колледжи
Нужно решение задачи по физике. Решение пожалуйсто полностью.
Вагон массой m=50т двигается на тормозное устройство со скоростью V=0,1м/с. При полном торможении вагона две буфферные пружины сжались на дэльта'l'=10 см. Найти максимальную силу F(max) сжатия буфферных пружин и длительность дэльта't' торможения.
Кинетическая энергия вагона была равна
Wкин=(mv^2)/2=50000*0,01/2=250Дж
Здесь "^" означает возведение в степень. m - масса вагона, v - его начальная скорость.
Эта энергия перешла в потенциальную энергию сжатых пружин. По 125 Дж на каждую. Я так понимаю, что обе пружины прикреплены к вагону, и он просто упирается ими о препятствие, когда тормозит.
Так. Значит, работа, совершенная силой упругости каждой из пружин, была равна 125 Дж.
Теперь. Работа силы упругости каждой из пружин составляла А=k*x^2/2=125 Дж, где х - величина сжатия, т. е. 10 см, а к - жесткость. Максимальная же сила упругости каждой из пружин составляла F=кх. То есть F=2A/x=2*125Дж/0,1м=2500 Н.
Итак, F(max)=2500Н на каждую пружину, то есть 5000 Н на обе.
Теперь с длительностью. Тут все гораздо сложнее.
Вагон тормозится силой, зависящей от его положения (то есть от сжатия пружин) по линейному закону. Если на сжатии в 10 см сила сжатия обеих пружин, вместе взятых, составляет 5000 Н, то это значит, что по закону Гука их общая жесткость равна k=50000 Н/м.
Так.. . Получается, что при отсутствии силы трения вагон должен был бы придти в состояние колебательного движения, период этих колебаний, по формуле физического маятника, T=2*Пи*Корень (m/k)=6,28 сек. (Почему в состояние гармонических колебаний? Да потому, что он движется под действием силы, направленной к его начальному положению (положению в момент начала торможения) , и пропорциональной отклонению от этого положения (то есть сжатию пружины, ибо в момент начала торможения сжатие пружины равна нулю) .
При торможении вагона - из положения равновесия (сжатие пружины равно нулю) происходит переход к максимальному сжатию пружины, то есть одна четверть периода.
То есть торможение продолжается 6,28 сек/4=1,57 сек.
Ответ: 2500 Н на каждую из двух пружин, 1,57 сек.
Wкин=(mv^2)/2=50000*0,01/2=250Дж
Здесь "^" означает возведение в степень. m - масса вагона, v - его начальная скорость.
Эта энергия перешла в потенциальную энергию сжатых пружин. По 125 Дж на каждую. Я так понимаю, что обе пружины прикреплены к вагону, и он просто упирается ими о препятствие, когда тормозит.
Так. Значит, работа, совершенная силой упругости каждой из пружин, была равна 125 Дж.
Теперь. Работа силы упругости каждой из пружин составляла А=k*x^2/2=125 Дж, где х - величина сжатия, т. е. 10 см, а к - жесткость. Максимальная же сила упругости каждой из пружин составляла F=кх. То есть F=2A/x=2*125Дж/0,1м=2500 Н.
Итак, F(max)=2500Н на каждую пружину, то есть 5000 Н на обе.
Теперь с длительностью. Тут все гораздо сложнее.
Вагон тормозится силой, зависящей от его положения (то есть от сжатия пружин) по линейному закону. Если на сжатии в 10 см сила сжатия обеих пружин, вместе взятых, составляет 5000 Н, то это значит, что по закону Гука их общая жесткость равна k=50000 Н/м.
Так.. . Получается, что при отсутствии силы трения вагон должен был бы придти в состояние колебательного движения, период этих колебаний, по формуле физического маятника, T=2*Пи*Корень (m/k)=6,28 сек. (Почему в состояние гармонических колебаний? Да потому, что он движется под действием силы, направленной к его начальному положению (положению в момент начала торможения) , и пропорциональной отклонению от этого положения (то есть сжатию пружины, ибо в момент начала торможения сжатие пружины равна нулю) .
При торможении вагона - из положения равновесия (сжатие пружины равно нулю) происходит переход к максимальному сжатию пружины, то есть одна четверть периода.
То есть торможение продолжается 6,28 сек/4=1,57 сек.
Ответ: 2500 Н на каждую из двух пружин, 1,57 сек.
Похожие вопросы
- Решение задачи по физике
- нужна помощь в решении задачи по физике срочно
- Нужна помощь с решением задач по физике, подробно))
- Помогите. нужно решение задачи по кинематике
- 1.Найдите решение задачи Коши 2.Найдите общее решение ур-я 3.Найдите частные решения ур-я 4. Найдите общее решение ур-я
- Задача по физике «Встреча» (решение)
- Задача по физике
- Помогите пожалуйста решить задачи по физике…
- интересная задача по физике. пожалуйста, напишите интересную задачу по физике (логическую) на ваше мнение, спасибо
- помогите решить задачу по физике срочно пожалуйста