Конденсатор емкостью 40 мкФ зарядили до напряження 40В и разряжають через катушку индуктивнисть L с очень малым омическим сопративлением. При этом максимальное значение силы тока в каатушке составляеть 2,0 .
Стремянка состоит из секций 1 и 2 на стремянку действуют противоположно направленые силы тяжести и реакции опоры m1*g и N1 а также m2*g и N2 стремянка в равновесии значит (m1+m2)*a=F=0 или m1*g - N1 + m2*g - N2 =0 рассмотрим сумму моментов всех сил, действующих на пол-стремянки относительно оси, проходящей через точку соединения двух частей лесенка не вращается значит сумма моментов равна нулю m1*g*L/2*sin(alpha)+T*L*cos(alpha)-N1*L*sin(alpha)=0 аналогично для другой половинки m2*g*L/2*sin(alpha)+T*L*cos(alpha)-N2*L*sin(alpha)=0 имеем систему
m1*g + m2*g =N1+ N2 m1*g/2*sin(alpha)+T*cos(alpha)=N1*sin(alpha) m2*g/2*sin(alpha)+T*cos(alpha)=N2*sin(alpha) сложим два последних уравнения и выделим в сумме (N1+ N2)
Шарик падает с высоты h на плоскость в момент падения обладает скоростью v mgh = mv^2/2 v^2=(2*g*h) дальше решение лучше рассматривать в системе координат, ось которой параллельна наклонной плоскости в момент падения скорость направлена под углом alpha к нормали наклонной плоскости. после упругого удара с плоскостью летит под углом alpha к нормали проекция вектора скорости на плоскость равна vx = v*sin(alpha) проекция вектора g на нормаль плоскости равна vy = v*cos(alpha) движение ускоренное по обоим направлениям ускорение а равно g, раскладываем на проекции по осям х и у проекция вектора g на плоскость равна ax = g*sin(alpha) проекция вектора g на нормаль плоскости равна ay = g*cos(alpha) время полета от первого до второго столкновения с плоскостью равно t. t = 2*vy/ay = 2*v/g расстояние до следующей точки L = vx*t+ax*t^2/2 = v*sin(alpha)*2*v/g+g*sin(alpha)*(2*v/g)^2/2 = = 4*v^2*sin(alpha)/g =4*(2*g*h)*sin(alpha)/g =8*h*sin(alpha) =8*2*1/2= 8 м
стремянка в равновесии значит
(m1+m2)*a=F=0
или
m1*g - N1 + m2*g - N2 =0
рассмотрим сумму моментов всех сил, действующих на пол-стремянки относительно оси, проходящей через точку соединения двух частей
лесенка не вращается значит сумма моментов равна нулю
m1*g*L/2*sin(alpha)+T*L*cos(alpha)-N1*L*sin(alpha)=0
аналогично для другой половинки
m2*g*L/2*sin(alpha)+T*L*cos(alpha)-N2*L*sin(alpha)=0
имеем систему
m1*g - N1 + m2*g - N2 =0
m1*g*L/2*sin(alpha)+T*L*cos(alpha)-N1*L*sin(alpha)=0
m2*g*L/2*sin(alpha)+T*L*cos(alpha)-N2*L*sin(alpha)=0
m1*g + m2*g =N1+ N2
m1*g/2*sin(alpha)+T*cos(alpha)=N1*sin(alpha)
m2*g/2*sin(alpha)+T*cos(alpha)=N2*sin(alpha)
сложим два последних уравнения и выделим в сумме (N1+ N2)
m1*g/2*sin(alpha)+T*cos(alpha)+m2*g/2*sin(alpha)+T*cos(alpha) =N1*sin(alpha)+N2*sin(alpha)=(N1+N2)*sin(alpha)=(m1*g + m2*g )*sin(alpha)
m1*g/2*sin(alpha)+2*T*cos(alpha)+m2*g/2*sin(alpha) =(m1*g + m2*g )*sin(alpha)
2*T*cos(alpha)=(m1*g + m2*g )*sin(alpha)-m1*g/2*sin(alpha)-m2*g/2*sin(alpha)
T*cos(alpha)=(m1 + m2)*g*sin(alpha)/4
T=(m1 + m2)*g*tg(alpha)/4 - это ответ
в момент падения обладает скоростью v
mgh = mv^2/2
v^2=(2*g*h)
дальше решение лучше рассматривать в системе координат, ось которой параллельна наклонной плоскости
в момент падения скорость направлена под углом alpha к нормали наклонной плоскости.
после упругого удара с плоскостью летит под углом alpha к нормали
проекция вектора скорости на плоскость равна vx = v*sin(alpha)
проекция вектора g на нормаль плоскости равна vy = v*cos(alpha)
движение ускоренное по обоим направлениям
ускорение а равно g, раскладываем на проекции по осям х и у
проекция вектора g на плоскость равна ax = g*sin(alpha)
проекция вектора g на нормаль плоскости равна ay = g*cos(alpha)
время полета от первого до второго столкновения с плоскостью равно t.
t = 2*vy/ay = 2*v/g
расстояние до следующей точки
L = vx*t+ax*t^2/2 = v*sin(alpha)*2*v/g+g*sin(alpha)*(2*v/g)^2/2 =
= 4*v^2*sin(alpha)/g =4*(2*g*h)*sin(alpha)/g =8*h*sin(alpha) =8*2*1/2= 8 м