. Измерьте объём тела с измерительного цилин- дра (рис, 206, 0). 4. Рассчитайте по формуле р которого сделано тело. По таблице 3 определите вещест- во, из которого может быть сделано данное тело. ті V плотность вещества, из иссЛЕДОВАНИЕ Силы УПРУГости N9 6 Цель работы проверить справедливость гипотезы «Сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины». Штатив с муфтой и лапкой, спиральная пружина, набор грузов массой по 100 г, линейка. Приборы и материалы УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ 1. Закрепите в лапке штатива конец пружины и линейку так, чтобы пружина была параллельна линейке. 215
1. Введение обозначений:
Масса платформы с песком: M
Скорость платформы до попадания снаряда: v1
Масса снаряда: m
Скорость снаряда до попадания: v2
Угол между направлением скорости снаряда и горизонтом: α
Скорость платформы после попадания снаряда: v
2. Рассуждения:
Перед попаданием снаряда платформа двигается горизонтально со скоростью v1. После попадания снаряда платформа начинает двигаться со скоростью v, которая, возможно, имеет как вертикальную, так и горизонтальную составляющую. Постараемся разложить эту скорость на составляющие, чтобы выразить их через известные значения.
3. Решение:
a) Определяем горизонтальную составляющую скорости платформы после попадания снаряда.
Как уже упоминалось, платформа двигается горизонтально до попадания снаряда, поэтому горизонтальная составляющая скорости платформы после попадания остается равной v1.
b) Определяем вертикальную составляющую скорости платформы после попадания снаряда.
Вертикальная составляющая скорости платформы после попадания будет равна вертикальной составляющей скорости снаряда до попадания, так как именно эта составляющая была передана платформе при столкновении. Вертикальная составляющая скорости снаряда до попадания равна v2*sin(α), где α - угол между направлением скорости снаряда и горизонтом. Поэтому вертикальная составляющая скорости платформы после попадания будет равна v2*sin(α).
c) Получаем результирующую скорость платформы после попадания снаряда.
Результирующая скорость платформы после попадания будет равна горизонтальной составляющей скорости (v1) плюс вертикальной составляющей скорости (v2*sin(α)). Таким образом, v = v1 + v2*sin(α).
d) Теперь перейдем к моменту передачи импульса от снаряда к платформе.
Импульс - это произведение массы на скорость. Перед попаданием снаряд имел массу m и горизонтальную скорость v2*cos(α) (горизонтальная составляющая скорости снаряда до попадания). После попадания снаряд прекратит движение, а его горизонтальная составляющая скорости передастся платформе. Значит, импульс, переданный от снаряда к платформе, равен m * v2*cos(α).
e) По закону сохранения импульса сумма импульсов до и после столкновения должна быть равна нулю.
До столкновения импульс равен m * v2*cos(α). После столкновения он становится равным -M * v (здесь делается знак минус, так как платформа передвигается в противоположном направлении). Запишем это в уравнение:
m * v2*cos(α) + (-M * v) = 0.
f) Решаем уравнение для определения v.
Перенесем слагаемое с M * v на другую сторону уравнения и разделим обе части на m:
v2*cos(α) = M * v / m.
Теперь выразим v:
v = v2*cos(α) * m / M.
Таким образом, величины указанные в таблице знаком вопроса будут выражаться следующим образом:
- Величина v будет равна v = v2*cos(α) * m / M.
- Остальные величины в таблице надо дополнительно определить по формулам, но их точные значения могут зависеть от конкретных данных в задаче.
Надеюсь, данное пошаговое решение поможет вам лучше понять данную задачу о движущейся платформе и попадании снаряда в песок.
Для понимания этого явления, важно знать, что колебательная система имеет собственную частоту, которая определяется ее свойствами, такими как масса, упругость и размер. Когда система подвергается воздействию внешней силы с определенной частотой, называемой частотой вынуждающей силы, происходит резонанс.
Давайте рассмотрим предложенные варианты ответа и разберем, какой из них правильный:
1. Частота вынуждающей силы значительно меньше собственной частоты колебательной системы.
Этот вариант ответа неправильный. Когда частота вынуждающей силы намного меньше собственной частоты системы, осцилляции в системе происходят с более низкой амплитудой, и резонанс не достигается.
2. Частота вынуждающей силы равна нулю.
Этот вариант ответа также неправильный. Частота вынуждающей силы не может быть равна нулю, потому что, чтобы возбудить колебания в системе, необходимо воздействие внешней силы с определенной частотой.
3. Частота вынуждающей силы значительно больше собственной колебательной системы.
Этот ответ также неправильный. Когда частота вынуждающей силы значительно превышает собственную частоту системы, колебания в системе происходят с очень малой амплитудой и резонанс не достигается.
4. Частота вынуждающей силы совпадает с собственной частотой колебательной системы.
Этот вариант ответа является правильным. Когда частота вынуждающей силы совпадает с собственной частотой системы, возникает резонанс. Осцилляции в системе усиливаются, а амплитуда колебаний становится максимальной.
Итак, чтобы проявился резонанс в колебательной системе, необходимо, чтобы частота вынуждающей силы совпадала с собственной частотой системы. Все остальные варианты ответа неправильны, так как либо не соответствуют условиям резонанса, либо противоречат физической реальности.