До нижнього кінця вертикально підвішеної дротини, довжина якої 1м, а діаметр - 1мм, підвісили вантаж, маса якого дорівнює 2кг, внаслідок чого дріт видовжився на 0,21 мм. Визначте модуль Юнга матеріалу дроту.
Решение. Так как пуля застревает в шаре, то применять сразу закон сохранения энергии нельзя. Рассмотрим вначале процесс столкновения пули и шара (неупругий удар), затем движение системы шар-пуля.
Процесс столкновения пули и шара (рис. 1). Пусть M —масса шара. Так как удар неупругий, то для нахождения скорости системы шар-пуля воспользуемся законом сохранения импульса:
m⋅υ0→=(m+M)⋅υ⃗ 1,
0Х: m⋅υ0 = (m + M)⋅υ1
или
υ1=m⋅υ0m+M.(1)
Процесс движения системы мяч-пуля. Воспользуемся законом сохранения энергии. За нулевую высоту примем высоту пола (рис. 2).
Полная механическая энергия системы тел в начальном состоянии равна
W0=(m+M)⋅υ212+(m+M)⋅g⋅H.
Полная механическая энергия системы тел в конечном состоянии
W=(m+M)⋅υ222.
Так как на тело не действует внешняя сила (сопротивлением воздуха пренебречь), то выполняется закон сохранения механической энергии. Запишем его с учетом уравнения (1):
Рычаг на штативе, линейка, набор грузов (масса каждого 100 г), динамометр.
Уравновесьте рычаг, вращая гайки на его концах так, чтобы он расположился горизонтально.
Подвесьте два груза на левой части рычага так, чтобы расстояние от оси вращения до точек подвесов грузов было в пределах от 10 до 15 см. Значения длины левого плеча рычага и действующей на него силы запишите в таблицу 9.1.
Опытным путём установите, на каком расстоянии вправо от оси вращения нужно подвесить один груз, чтобы рычаг уравновесился. Значения правого плеча рычага и действующей на него силы запишите в таблицу 9.1.
Повторите опыт, подвешивая с правой стороны рычага два и три груза. Значения правого плеча рычага и действующей на него силы запишите в таблицу 9.1.
Вычислите для каждого опыта отношения сил FJF2 и плеч lt/tt. Полученные результаты запишите в таблицу 9Л.
Сделайте вывод о том, при каком условии рычаг находится в равновесии.
Проверьте правило равновесия рычага, если обе силы, действующие на рычаг, приложены к точкам, расположенным с одной стороны от оси
вращения рычага. Для этого подвесьтегруза на расстоянии см
справа от оси вращения рычага. С динамометра определите, какую силу нужно приложить к точке, расположенной на расстоянии
см справа от оси вращения рычага, чтобы удерживать рычаг в
положении равновесия. Значения плеч и сил запишите в таблицу 9.2.
Вот на примере
Объяснение:
Решение. Так как пуля застревает в шаре, то применять сразу закон сохранения энергии нельзя. Рассмотрим вначале процесс столкновения пули и шара (неупругий удар), затем движение системы шар-пуля.
Процесс столкновения пули и шара (рис. 1). Пусть M —масса шара. Так как удар неупругий, то для нахождения скорости системы шар-пуля воспользуемся законом сохранения импульса:
m⋅υ0→=(m+M)⋅υ⃗ 1,
0Х: m⋅υ0 = (m + M)⋅υ1
или
υ1=m⋅υ0m+M.(1)
Процесс движения системы мяч-пуля. Воспользуемся законом сохранения энергии. За нулевую высоту примем высоту пола (рис. 2).
Полная механическая энергия системы тел в начальном состоянии равна
W0=(m+M)⋅υ212+(m+M)⋅g⋅H.
Полная механическая энергия системы тел в конечном состоянии
W=(m+M)⋅υ222.
Так как на тело не действует внешняя сила (сопротивлением воздуха пренебречь), то выполняется закон сохранения механической энергии. Запишем его с учетом уравнения (1):
(m+M)⋅υ212+(m+M)⋅g⋅H=(m+M)⋅υ222,
υ2=υ21+2g⋅H−−−−−−−−−√=(m⋅υ0m+M)2+2g⋅H−−−−−−−−−−−−−−−−−√.
Рычаг на штативе, линейка, набор грузов (масса каждого 100 г), динамометр.
Уравновесьте рычаг, вращая гайки на его концах так, чтобы он расположился горизонтально.
Подвесьте два груза на левой части рычага так, чтобы расстояние от оси вращения до точек подвесов грузов было в пределах от 10 до 15 см. Значения длины левого плеча рычага и действующей на него силы запишите в таблицу 9.1.
Опытным путём установите, на каком расстоянии вправо от оси вращения нужно подвесить один груз, чтобы рычаг уравновесился. Значения правого плеча рычага и действующей на него силы запишите в таблицу 9.1.
Повторите опыт, подвешивая с правой стороны рычага два и три груза. Значения правого плеча рычага и действующей на него силы запишите в таблицу 9.1.
Вычислите для каждого опыта отношения сил FJF2 и плеч lt/tt. Полученные результаты запишите в таблицу 9Л.
Сделайте вывод о том, при каком условии рычаг находится в равновесии.
Проверьте правило равновесия рычага, если обе силы, действующие на рычаг, приложены к точкам, расположенным с одной стороны от оси
вращения рычага. Для этого подвесьтегруза на расстоянии см
справа от оси вращения рычага. С динамометра определите, какую силу нужно приложить к точке, расположенной на расстоянии
см справа от оси вращения рычага, чтобы удерживать рычаг в
положении равновесия. Значения плеч и сил запишите в таблицу 9.2.