В
Все
М
Математика
О
ОБЖ
У
Українська мова
Д
Другие предметы
Х
Химия
М
Музыка
Н
Немецкий язык
Б
Беларуская мова
Э
Экономика
Ф
Физика
Б
Биология
О
Окружающий мир
Р
Русский язык
У
Українська література
Ф
Французский язык
П
Психология
А
Алгебра
О
Обществознание
М
МХК
В
Видео-ответы
Г
География
П
Право
Г
Геометрия
А
Английский язык
И
Информатика
Қ
Қазақ тiлi
Л
Литература
И
История
Davidggg
Davidggg
18.10.2021 13:30 •  Физика

Легкий стержень длиной 80 см закрепленными на его концах грузами 1 кг и 3 кг может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси проходящей через середину стержня. Стержень приводят в горизонтальное положение и отпускают. В момент, когда стержень проходит в вертикальном положении скорость груза равна:
ответ (2 м/с)

Показать ответ
Ответ:
Zazasalka174
Zazasalka174
19.01.2024 16:17
Для решения данной задачи, мы будем использовать закон сохранения механической энергии.
Первым шагом, нам необходимо определить потенциальную энергию системы стержня и грузов в начальном положении перед отпусканием. Поскольку стержень находится в горизонтальном положении, а грузы находятся на концах стержня, высота каждого груза равна половине длины стержня, то есть 80/2 = 40 см = 0.4 м.
Тогда потенциальная энергия системы стержня и грузов в начальном положении равна:
E1 = m1 * g * h1 + m2 * g * h2,
где E1 - потенциальная энергия в начальном положении,
m1 и m2 - массы грузов (1 кг и 3 кг),
g - ускорение свободного падения (принимаем равным 9.8 м/с^2),
h1 и h2 - высота каждого груза (0.4 м).

Подставляя значения в формулу, получим:
E1 = (1 кг * 9.8 м/с^2 * 0.4 м) + (3 кг * 9.8 м/с^2 * 0.4 м) = 3.92 Дж.

Далее, в момент прохождения стержнем вертикального положения, потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию (связанную с движением). Кинетическая энергия системы стержня и грузов в этот момент равна сумме кинетических энергий каждого груза. Обозначим ее как E2.
Поскольку скорость грузов на концах стержня равна, то кинетическая энергия каждого груза будет одинаковой. Пусть она равна К.

Тогда суммарная кинетическая энергия системы стержня и грузов равна:
E2 = 2 * К.

Закон сохранения энергии гласит, что потенциальная энергия в начальном положении должна быть равна кинетической энергии в момент прохождения вертикального положения.
То есть E1 = E2.

Следовательно,
3.92 Дж = 2 * К.

Делим уравнение на 2:
К = 3.92 Дж / 2 = 1.96 Дж.

Кинетическая энергия вычисляется по формуле:
К = (1/2) * m * v^2,
где m - масса груза (1 кг или 3 кг),
v - скорость груза.

Выразим скорость груза из этой формулы:
v = √(2 * К / m).

Подставляем значения и рассчитываем скорость для каждого груза:
v1 = √(2 * 1.96 Дж / 1 кг) ≈ √3.92 м/с ≈ 1.98 м/с,
v2 = √(2 * 1.96 Дж / 3 кг) ≈ √1.307 м/с ≈ 1.14 м/с.

Таким образом, скорость груза в момент, когда стержень проходит вертикальное положение, для груза массой 1 кг составляет примерно 1.98 м/с, а для груза массой 3 кг - примерно 1.14 м/с.
Ответ: 2 м/с.
0,0(0 оценок)
Популярные вопросы: Физика
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota Оформи подписку
logo
Начни делиться знаниями
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси ai-бота