ВУЗы и колледжи

Помогите пожалуйста определить как влияет вес шарика на длину пробега шарика на участке L2?

шар скатывается с наклонной плоскостью без начальной скоростью с трением, угол=27,L1=9,kтрения на L1=0,033,на участке L2=0,9,вес шарика=400г. можно просто формулу, чтоб можно меняя массу определять изменение его пробега. помогите кто чем может)) заранее благодарю!)
Хе-хе, ответ не так очевиден. Фишка в том, что у шарика есть момент инерции, и он на кое-что таки может повлиять.

В конце горки (в начале горизонтального участка) кин. энергия шара всегда одинакова - независимо то того, сплошной он или с полостью внутри. Это вытекает из того, что кин. эн. шарика в этой точке равна разности между начальной потенциальной энергией и работой силы трения на наклонном участке, т. е. она постоянна.

Но его поступательная СКОРОСТЬ в этой точке ЗАВИСИТ от распределения масс внутри (моменты инерции тонкостенной сферы и шара с одинаковыми массами различны). Я могу привести расчеты, которые это обосновывают, но это не нужно для решения задачи.

Далее эта кин. эн. шара (всегда одинаковая!) расходуется на работу сил трения на гориз. участке. Закон сохр. энергии:

mgh = A_тр_1 + A_тр_2 = mg*k1*L1/cos(alpha) + mg*L*k2.

Поэтому окончательный ответ таков: от массы шара пройденное расстояние L не зависит, но скорость шара в конце наклонного участка зависит от распределения масс внутри шара.

P.S. Даже тут все-таки не все просто. На втором участке пути (горизонтальном) сила трения очень велика, и шарик скорее всего будет катиться по горизонтали с проскальзыванием. Это дополнительно усложняет задачу, т. к. непонятно, какую роль тут играет сила трения качения.
Юрий Гусев
Юрий Гусев
89 944
Лучший ответ
Константин Клёсов Насчет проскальзывания, ИМХО, на самом деле, все наоборот. Чем меньше коэф. трения, тем больше вероятность проскальзывания. Например, автомобили обычно пробусковывают по гололеду, а не по голому асфальту.
Проходимый путь не зависит от массы шарика.
m*g*L1*tg(a) = k1*m*g*L1 + k2*m*g*L2
L1*tg(a) = k1*L1 + k2*L2
Тут, правда, несколько настораживает слово "скатывается", которое, так сказать, окутывает туманом смысл коэффициентов трения. Если это коэф. трения качения, то всю правую часть нужно еще дополнительно разделить на радиус шара.
В принципе, если шар однородный, то здесь, как раз и может быть какая-то зависимость от массы:
R=куб. корень (3*m/(4*п*р)); R*L1*tg(a) = k1*L1 + k2*L2; L2=L1*(R*tg(a)-k1)/k2
если по логике - прямо пропорционально... тут корреляция 100%...формулы ищи в учебнике физики
Сергей Потанин
Сергей Потанин
23 859
Галина Беспалова да тут и без логики понятно что они они связаны и пропорциональны)) и если я формулы нашел то не задавал бы вопрос, она мне нужна для программирования, чтоб изменяя вес высчитать изменение его прохождения, в инете много облазил но толкового нет, чтоб было и наклон и продолжение пути горизонтально. суть тут в том чтоб связать вес и путь его!
Не влияет. Учись соображать))
Вначале шарик имеет запас потенциальной энергии, например, Р. В конце горки она перейдет в сумму кинетической энергии К и работы силы трения Т1. А к концу прямого участка шарик остановится, т. е. кн-я энергия перейдет в трение. К = Т2.

Или Р = К + Т1 = Т2 + Т1.

Р = mgh - пот. энергия.

Работа силы трения Т1 = Fa*s = mg*(sin a - ф1*cos a)*s = mg*(sin a - ф1*cos a)*l1/cos a.

Работа силы трения Т2 = ф2*mg

В итоге, mgh = mg*(sin a - ф1*cos a)*l1/cos a + ф2*mg

где масса благополучно сокращается.

Как-то так.
Ни как.
NC
Nurmuhammet Charyew
2 040
Галина Беспалова что совсем не как? если не как было, то бы наверно не давали!!!
Галина Беспалова получается масса не изменяет проходной путь? у меня вот тоже закрадывается такое мнение, т. к при расчете ускорения на 1 участке результат не меняется если я меня массу, а следовательно и время и скорость не изменяются (
s=s1+s2=96
s-путь который пройдет шарик на горизонтальной плоскости
путь х1-коэфф. трения на участке L1
x2-коэфф. трения на участке L2
s= L1*x1/2*x2

если нужно могу даже написать то как я это вывел, но там будет много писанины
тут в результате преобразований зависимость от массы отпадает, так что путь будет зависеть только коэфф. трения
НН
Нур Нур
177
10 км в час
Sher Rasul
Sher Rasul
174
Галина Беспалова спасибо за ответ) но мне желательно формулу, ответ 10 км много мне не дал (
У
DK
Dima Kuzmici
139
a1=4

t1=4

v1=a1t

v1=16

t2=8

a2=-2

s1=a1 t1^2/2

s2=v1t2 -a2 t2^2/2

s1=4*16/2=32

s2=16*8-2*64/2=128-64=64

s=s1+s2=96
Галина Беспалова спасибо самый подробный ответ)) но проблема в том что меняя значение массы путь это не меняется, у меня уже возникает мнение что пусть не зависит от массы, там в ускорении оно пренебрегается и больше не где не учитывается.

Похожие вопросы