1. К вертикально висящей пружине подвешивают груз массой 2 кг, пружина растягивается на 2 см. Затем на эту же пружину подвешивают грузик массой 4 кг. Насколько растянется пружина во втором случае? Определите коэффициент жесткости пружины. Нужно дано, решение, и график
Человек толкает себя вперёд с силой F, тогда по третьему закону Ньютона на ногу действует сила F в противоположном направлении, т.е. назад. Также существует сила трения Fтр, направленная вперёд. Записываем второй закон Ньютона:
Максимальная сила трения равна , поэтому максимальное ускорение, которое можно получить, есть
2) Теперь поговорим о том, что же происходит в задаче. Спортсмен разгоняется с ускорением a (в течение времени τ), в момент отрыва от земли добавляется вертикальная составляющая скорости (горизонтальная остается той же), спортсмен летит по параболе и, наконец, приземляется.
Горизонтальная компонента скорости не меняется и остается равной Vx = μgτ, тогда длина прыжка будет равна Vx * T, где T - время прыжка. Остается найти T.
3) Итак, задача превратилась в стандартную: с некоторой скоростью подбросили вверх нечто (нечто = спортсмен в данном случае), это нечто достигло высоты h и упало обратно. Необходимо найти время полёта T.
Задача решается, например, так: понятно, что искомое время - удвоенное время падения t с высоты h (время подлёта к верхней точки такое же, что и время спуска, а время спуска найти проще). t найдем из равенства
Отсюда
4) Остается получить ответ.
Дано:
m1= 60т = 60000 кг
m2=70т = 70000 кг
V1= 4 м/с
V2= 5 м/с
найти:
Vобщ. - ?
Запишем закон сохранения импульсов
m1V1+m2V2=m1V1+m2V2
т.к. скорость после столкновения у вагонов будет общая то запишем так :
m1V1-m2V2=Vобщ.*(m1+m2)
выразим общую скорость :
Vобщ.= (m1V1-m2V2)/(m1+m2)
подставим значения:
Vобщ.= (60000*4 - 70000*5)/(60000+70000)
Vобщ. ≈ -0.847 м/с
ответ: Vобщ. ≈ -0.847 м/с
Отрицательная скорость означает то, что вагоны после удара поехали в сторону обратную стороне отсчёта, то есть если вагон с массой 60 тонн двигался вдоль оси X а ему на встречу ехал вагон 70 тонн против оси Х ,то после удара они оба поехали в сторону против оси X.