Название: Курс физики - Трофимова Т.И.

Жанр: Физика

Рейтинг:

Просмотров: 15512


 

 Выясним, как изменяется кинетическая энергия шаров при центральном абсолютно неупругом ударе. Так как в процессе соударения шаров между ними действуют силы, зависящие не от самих деформаций, а от их скоростей, то мы имеем дело с силами, подобными силам трения, поэтому закон сохранения механической энергии не должен соблюдаться. Вследствие деформации происходит «потеря» кинетической энергии, перешедшей в тепловую и другие формы энергии. Эту «потерю» можно определить по разности кинетической энергии тел до и после удара:

                  

 Используя (15.10), получаем

 

 Если ударяемое тело было первоначально неподвижно (v2=0), то

 

          Когда m2 >> m1 (масса неподвижного тела очень большая), то v << v1 и почти вся кинетическая энергия тела при ударе переходит в другие формы энергии. Поэтому, например, для получения значительной деформации наковальня должна быть массивнее молотка. Наоборот, при забивании гвоздей в стену масса молотка должна быть гораздо большей (m1 >> m2), тогда v» v1 и практически вся энергия затрачивается на возможно большее перемещение гвоздя, а не на остаточную деформацию стены.

Абсолютно неупругий удар — пример того, как происходит «потеря» механической энергии под действием диссипативных сил.

 

 

Задачи

 

          3.1. Определить: 1) работу поднятия груза по наклонной плоскости; 2) среднюю и 3) максимальную мощности подъемного устройства, если масса груза 10 кг, длина наклонной плоскости 2 м, угол ее наклона к горизонту 45°, коэффициент трения 0,1 и время подъема 2 с. [1) 173 Дж; 2) 86 Вт; 3) 173 Вт]

 

          3.2. С башни высотой 35 м горизонтально брошен камень массой 0,3 кг. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить: 1) скорость, с которой брошен камень, если через 1 с после начала движения его кинетическая энергия 60 Дж; 2) потенциальную энергию камня через 1 с после начала движения. [1) 17,4 м/с; 2) 88,6 Дж]

 

          3.3. Пренебрегая трением, определить наименьшую высоту, с которой должна скатываться тележка с человеком по желобу, переходящему в петлю радиусом 10 м, чтобы она сделала полную петлю и не выпала из желоба. [25 м]

 

          3.4. Пуля массой m=10 г, летевшая горизонтально со скоростью v=500 м/с, попадает в баллистический маятник длиной l = 1 м и массой М=5 кг и застревает в нем. Определить угол отклонения маятника. [18°30/]

 

          3.5. Зависимость потенциальной энергии частицы в центральном силовом поле от расстояния  r до центра поля задается выражением  где А и В — положительные постоянныe. Определить значение г0, соответствующее равновесному положению частицы. Является ли это положение положением устойчивого равновесия? [г0 = 2А/Б]

 

          3.6. При центральном абсолютно упругом ударе движущееся тело массой m1 ударяется о покоящееся тело массой m2, в результате чего скорость первого тела уменьшается в n = 1,5 раза. Определить: 1) отношение m1/m2; 2) кинетическую энергию Т'2 второго тела, если первоначальная кинетическая энергия первого тела T1 = 1000 Дж. [1) 5; 2) 555 Дж]

 

          3.7. Тело массой m1 = 4  кг движется со скоростью v1 =3 м/с и ударяется о неподвижное тело такой же массы. Считая удар центральным и неупругим, определить количество теплоты, выделившееся при ударе. [9 Дж]

 

 

 

 

 

 

 

Глава 4

Механика твердого тела

 

§ 16. Момент инерции

 

При изучении вращения твердых тел будем пользоваться понятием момента инерции. Моментом терции системы (тела) относительно данной оси называется физическая величина, равная сумме произведений масс п материальных точек системы на квадраты их расстояний до рассматриваемой оси:


Оцените книгу: 1 2 3 4 5