Задание № 18020
Маленький шарик массой m = 0,3 кг подвешен на лёгкой нерастяжимой нити длиной l = 0,9 м, которая разрывается при силе натяжения T0 = 6 Н. Шарик отведён от положения равновесия (оно показано на рисунке пунктиром) и отпущен. Когда шарик проходит положение равновесия, нить обрывается, и шарик тут же абсолютно неупруго сталкивается с бруском массой M = 1,5 кг, лежащим неподвижно на гладкой горизонтальной поверхности стола. Какова скорость u бруска после удара? Считать, что брусок после удара движется поступательно.
1. Непосредственно перед обрывом нити в момент прохождения положения равновесия шарик движется по окружности радиусом l со скоростью →ν. В этот момент действующие на шарик сила тяжести m→g и сила натяжения нити →T0 направлены по вертикали и вызывают центростремительное ускорение шарика (см. рисунок). Запишем второй закон Ньютона в проекциях на ось Oy инерциальной системы отсчёта Oxy, связанной с Землёй:
mv2l=T0−mg, откуда: v=√(T0m−g)l
2. При прохождении положения равновесия нить обрывается, и шарик, движущийся горизонтально со скоростью, →ν абсолютно неупруго сталкивается с покоящимся бруском. При столкновении сохраняется импульс системы «шарик + брусок». В проекциях на ось Ox получаем: mv = (M + m), где u – проекция скорости бруска с шариком после удара на эту ось.
Отсюда:
u=mM+mv=mM+m√(T0m−g)l=0,31,5+0,3√(60,3−10)×0,9=16×3=0,5м/с
Ответ: u = 0,5 м/с
Ответ:Нашли ошибку в задании? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.