501. Спортсмен сообщил диску массой m = 2,0 кг скорость v = 20 м/с. На какой высоте над уровнем бросания скорость движения уменьшится вдвое? Какую мощность развивал спортсмен при броске, выполняя его за t = 2,0 с? Энергией вращения диска пренебречь.
Дано:
m₁ = 2,0 кг
v₁ = 20 м/с
t₁ = 2,0 с
Найти:
На какой высоте над уровнем бросания скорость движения уменьшится вдвое? Какую мощность развивал спортсмен при броске?
Из закона сохранения энергии:
m*v0²/2 = m*g*h + m*v1²/2 где v₁ = v₀/2 h - высота
h = ((3/8*v²)/g = 15 метров
p = (m*v²/2)/t = 1 = 200 Вт
ответ: Скорость движения уменьшится вдвое над уровнем бросания на высоте 15 метров, мощность при броске развивал выполняя его за t = 2,0 с = 200 Вт.
Дано:
m₁ = 100 г
m₂ = 200 г
υ₁ = 4 м/с
υ₂ = 3 м/с
Найти: υ' - ?
1. Единицы измерения переводим в систему СИ:
m₁ = 100 г = 0.1 кг
m₂ = 200 г = 0.2 кг
2. Уравнение закона сохранения импульсов:
m₁υ₁ + m₂υ₂ = m₁υ'₁ + m₂υ'₂
где υ'₁ - скорость первого шарика после удара; υ'₂ - скорость второго шарика после удара. Это уравнение означает то, что сумма импульсов до столкновения равна сумме импульсов после столкновения. В условии задачи говорится, что после удара шары движутся как единое целое. Такое соударение принято называть абсолютно неупругим столкновением, которое выражается следующим уравнением:
m₁υ₁ + m₂υ₂ = (m₁+ m₂)υ' (1)
где υ' - общая скорость шаров после удара.
Так как шары направляются навстречу друг другу, то в первой части уравнения ставится знак "-":
m₁υ₁ - m₂υ₂ = (m₁+ m₂)υ' (2)
3. Находим общую скорость, применяя уравнение (2) и подставляя значения:
υ' = (m₁υ₁ - m₂υ₂)/ (m₁+ m₂) = (0.1*4 - 0.2*3)/(0.1+0.2) = - 0.67 м/с
Отрицательный знак общей скорости указывает на то, что шары направляются в ту сторону, куда изначально двигался второй шарик.
ответ: υ' = 0.67 м/с
