Точечный источник света освещает непрозрачный диск радиусом 60 мм. Расстояние от источника до диска в 2,6 раз(-а) меньше, чем расстояние от диска до экрана, на котором наблюдатель видит тень. Чему равен диаметр от тени диска, и во сколько раз площадь тени больше площади диска?

Показать ответ

Ответ:

Cookiefluffy1500

28.09.2022 15:53

Будем считать торможение автомобиля равнозамедленным и прямолинейным. Тогда нетрудно посчитать ускорение торможения из закона сохранения энергии:
$maS_0=\frac 12 mv_0^2$
Здесь

- ускорение торможения, S_0

- тормозной путь (который в конце условия), v_0

- начальная скорость (которая в конце условия).
Отсюда $a=\frac{v^2}{2S}$ .
Чтобы автомобили не столкнулись, необходимо, чтобы длина промежутка между ними во время, когда первый начал торможение, была не меньше, чем путь второго автомобиля от момента начала торможения до полной остановки минус тормозной путь первого. Это легко увидеть, нарисовав зависимости v_1(t)

.
Теперь аккуратно запишем это:
$d \geq v_2\tau+S_2-S_1$
S_1

- тормозной путь первого автомобиля,
S_2

- тормозной путь второго автомобиля.
Из того же самого закона сохранения энергии следует, что они равны соответственно $$ S_1=\frac{v_1^2}{2a}$ и $$ S_2=\frac{v_2^2}{2a}$
Подставляя все в неравенство на

, найдем:
$$d\geq v_2\tau-S_0\left(\frac{v_2^2}{v_0^2}+\frac{v_1^2}{v_0^2}\right)=7.5\mathrm{\ m.}$
ответ: не менее 7.5 метров.

0,0(0 оценок)

Ответ:

KozyrevaAlbina

27.11.2021 14:44

Так-с, приступим.

Во-первых, нужно уметь изображать силы, действующие на тело. Не умеешь этого - не решишь задачу.

1) У нас по условию дано "небольшое тело". Пусть это - какой-нибудь квадрат (можно и быть оригинальнее, но преподаватель едва ли оценит).

Разумеется, на него действует сила тяжести mg и сила нормальной реакции опоры N.

Так как он движется, то на него действует и сила трения Fтр, направленная противоположно силе тяги Fтяг.

Собственно, все. Рассмотрим первый случай.

Наш квадрат движется равномерно, следовательно, с постоянной скоростью (почитай про принцип относительности Галилея).

Работает первый закон Ньютона - равнодействующая всех сил, действующих на квадрат, равна нулю (не забываем, что сила - это вектор и его нужно проецировать, чтобы посчитать):

Fтяг + N + mg + Fтр = 0.

с N, mg и Fтр все хорошо, а вот Fтяг нужно проецировать, причем на обе оси.

Для ОХ: Fтяг(x) = Fтяг * cosα
Для OY: Fтяг(y) = Fтяг * sinα

Теперь проецируем все силы на оси ОX и OY.

OY: Fтяг sinα + N - mg = 0 => N = mg - Fтяг sinα
OX: Fтяг cosα - u N = 0,

Fтяг cosα = u (mg - Fтяг sinα) =>

u = Fтяг cosα / (mg - Fтяг sinα)

Знаем коэф-т трения. Круто. Теперь можем найти ускорение исходя из второго случая.

2) Все делаем аналогично. Единственное, что изменилось - работает второй закон Ньютона (равнодействующая всех сил равна ma).

OY: N = mg - Fтяг sinβ
OX: Fтяг cosβ - u N = ma,

Fтяг cosβ - ( Fтяг cosα * (mg - Fтяг sinβ) / (mg - Fтяг sinα) ) = ma =>

a = ( Fтяг cosβ - ( Fтяг cosα * (mg - Fтяг sinβ) / (mg - Fтяг sinα) ) ) / m.

Геморройный пример, да. Возможно, можно упростить, но мне лень.

Считаем, получаем a = 0,143 м/с^2 ≈ 0,14 м/с^2

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика