Задача по метрологии. У кого только я не спрашивал, как найти погрешность каждого измерения, мне никто не мог ответить. Среднее найти можно через стандартное отклонение, потом учесть приборную погрешность правильно (в чём я не уверен, сделал ли я так) Уже год задача валяется не решённой. Пора исправлять это положение. Был бы очень благодарен тому, кто напишет всё её решенье
Дано:
m = 97кг - масса груза
f = 0,2 - коэффициент трения
α = 30° - угол наклона верёвки
g = 9.81 м/с² - ускорение свободного падения
Найти:
Т - силу натяжения верёвки
на тело действуют 4 силы:
Р - сила тяжести, направленная вертикально вниз.
P = m·g = 97·9,81 = 951,57(H)
Fтр - сила трения, направленная горизонтально в сторону, противоположную движению.
Fтр = N·f
Т -сила натяжения верёвки, направленная под углом 30 градусов к направлению движения
N - реакция поверхности, направленная вертикально вверх.
Поскольку движение равномерное, то система сил уравновешена, т.е. векторная сумма сил равна нулю.
Уравнение равновесия в проекции на горизонталь:
Т·cos30° - Fтр = 0 (1)
Уравнение равновесия в проекции на вертикаль:
N + T·sin30° - Р = 0 (2)
Из (2) выразим N
N = Р -T·sin30°
Тогда сила трения равна
Fтр = N·f = Р·f -T·f·sin30°
Подставим силу трения в (1)
Т·cos30° - (Р·f -T·f·sin30°) = 0
выразим Т
Т·cos30° - Р·f +T·f·sin30° = 0
Т·cos30°+T·f·sin30° = Р·f
Т = Р·f/(cos30°+f·sin30°)
Подставим исходные данные
Т = 951,57·0,2/(0,866+0,2·0,5)
Т = 197,012(Н)
ответ: Т ≈ 197Н
M = 1 кг
h = 30 см = 0,30 м
m = 1 г = 0,001 кг
v = 600 м/с
V₁ - ?
Решение:
1)
Потенциальная энергия шара в начальной точке:
Eп = M*g*h (1)
Кинетическая энергия шара в момент прохождения положения равновесия:
Eк = M*V²/2 (2)
По закону сохранения энергии приравняем (2) и (1)
M*V²/2 = M*g*h
Отсюда скорость шара в момент попадания пули:
V = √ (2*g*h) = √ (2*10*0,30) ≈ 2,45 м/с
2)
Импульс шара до встречи с пулей
p₁ = M*V = 1*2,45 = 2,45 кг*м/с
Импульс летящей пули:
p₂ = - m*v = - 0,001*600 = - 0,60 кг*м/с (импульс отрицательный, поскольку пуля летит навстречу шару)
Импульс после взаимодействия:
p₃ = (M+m)*V₁ = 1,001*V₁
3)
По закону сохранения импульса:
p₁+p₂=p₃
2,45-0,60 = 1,001*V₁
1,85 = 1,001*V₁
Отсюда:
V₁ = 1,85/1,001 ≈ 1,848 ≈ 1,85 м/с
ответ: 1,85 м/с