Физика, опубликовано 2018-08-22 22:22:42 by Гость

На невесомой нерастяжимой нити длиной l=72 см висит небольшой шар массаой M=52г. Пуля массой m =8,0 г, летящая со скоростью v, попадает в шар и застревает в нем. Если скорость пули была направлена вдоль диаметра шара, то шар совершит полный оборот по окружности в вертикальной плоскости при минимальном значении модуля скорости v пули, равном... м/с

Ответ оставил Гость

При ударе пули о шар действует закон сохранения импульса. Обозначим скорость движения системы "шар+пуля" через v1, тогда
$mv=(M+m)v_1 /to v_1=v /frac{m}{M+m}=v /frac{8}{52+8}= /frac{2}{15}v$
Далее рассматриваем систему "шар+пуля" как материальную точку с массой m+M, обладавшую в начале своего движения кинетической энергией Eк1, а в верхей точке траектории - суммой кинетической энергии Ек2 и потенциальной Ер2.
По закону сохранения энергии Ек1=Ек2+Ер2:
$/frac{(M+m)v_1^2}{2}= /frac{(M+m)v_2^2}{2}+(M+m)*g*2l /to v_1^2=v_2^2+4gl$
Здесь v2 обозначен модуль проекции материальной точки на горизонтальную ось в верхней точке траектории (по-простому, её линейная скорость).
Для определения скорости v2 рассмотрим действующие на материальную точку силы.
Вниз действуют сила тяжести и натяжение нити, вверх - центробежная сила вращения.
Граничное условие, при котором тело не падает - это нулевое натяжение нити. Тогда:
$/frac{(M+m)v_2^2}{l}=(M+m)g /to v_2^2=gl$
Подставляя найденное значение квадрата скорости в предыдущее уравнение, получим:
$v_1^2=gl+4gl /to v_1= /sqrt{5gl}= /sqrt{5*10*0.72}=6 (_M/c)$
Далее находим скорость v из ранее полученного соотношения:
$v= /frac{15}{2}*v_1= /frac{15}{2}*6=45 (_M/c)$

Не нашли ответа?

Если вы не нашли ответа на свой вопрос, или сомневаетесь в его правильности, то можете воспользоваться формой ниже и уточнить решение. Или воспользуйтесь формой поиска и найдите похожие ответы по предмету Физика.