Тема . Механика. Импульс и Энергия

.03 Закон сохранения и изменения энергии

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. импульс и энергия
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#32624

К концам невесомого стержня длиной l  прикреплены два маленьких шарика с массами m  и 2m  . Стержень, двигаясь поступательно в направлении перпендикулярном ему самому со скоростью v  , налетает на два точно таких же покоящихся тела, находящихся на расстоянии l  друг от друга (см. рисунок). Одновременно происходят два центральных абсолютно неупругих столкновения. Найти силу натяжения стержня сразу после этого. Силу тяжести не учитывать.
(«Росатом», 2017, 11)

PIC

Источники: Росатом, 2017, 11

Показать ответ и решение

Поскольку удары тел не упруги, то закон сохранения энергии не работает, но законы сохранения импульса и момента импульса выполняются. После столкновения с неподвижными телами и их прилипания гантель (а именно так выглядит система из двух тел, находящихся на разных концах стержня) закрутится вокруг оси z  , проходящей через середину гантели перпендикулярно плоскости через ось гантели и вектор скорости v  .
Так как массы на концах гантели разные, то относительно оси z  момент импульса системы равен

                 l
Mz  = (2m −  m )v --
                 2

После столкновения каждое из тел массы M  + m  на концах гантели будет иметь скорость ±  vвр   такую, что

                    l
Mz  = 2 (2m  + m )vвр--
                    2

Сохранение Mz  означает, что

v   = 2m--−-m- ⋅ v
 вр   2m  + m   2

Тогда натяжение стержня с каждого из его концов равно

               v2вр   (2m  − m )2v2    mv2
T =  (2m +  m )---=  --------------=  -----
               l∕2     2m  + m   2l     6l
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!