Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Издание мех РГР.doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
17.08.2019
Размер:
2.32 Mб
Скачать

Решение

Падая с высоты , шарик падает на пол со скоростью 1, а отскакивает вверх со скоростью 2.

По определению коэффициент восстановления k =

По закону сохранения энергии и

Откуда: ;

откуда = . = . 2 = 0,5 м.

Количество тепла, выделившегося при ударе шарика о пол, равно разности кинетических энергий тела до удара и после удара:

Дж.

Ответ: = 0,5 м; = 1,48 Дж.

вар.

, м

, м/c

k

m, кг

, м

Q, Дж

11

2

0

0,4

0,1

?

?

12

?

0

0,45

0,2

0,7

?

13

3

0,01

?

?

0,9

1,5

14

2,5

0,03

?

?

1,2

1,47

15

1,7

0,25

0,3

0,15

?

?

16

?

0,02

0,25

0,25

0,5

?

17

1,4

0

?

?

0,6

1,49

18

?

0,04

0,35

0,3

0,9

?

19

3,2

0

0,42

0,35

?

?

20

2,7

0,17

?

?

0,4

1,41

Задача 11. На скамье Жуковского стоит человек и держит в вытянутых руках гири по 10 кг каждая. Расстояние между гирями 1,5 м. Скамья вращается с частотой = 1 . Как изменится частота вращения скамьи и какую работу произведёт человек, если он сблизит руки так, что расстояние между гирями уменьшится до 40 см? Суммарный момент инерции человека и скамьи относительно оси вращения J0 = 2,5 кг.м2. Ось вращения проходит через центр масс человека и скамьи (рис.9.).

Дано:

= = m = 10 кг

1 = 1,5 м

2 = 0,4 м

= 1

J0 = 2,5 кг.м2

- ? А - ?

Рис.9.

Решение

Частота вращения скамьи Жуковского изменяется в результате действий, производимых человеком при сближении гирь. В системе тел скамья – человек – гири взаимодействия этих тел являются внутренними. Все тела системы совершают только вращательное движение вокруг одной и той же оси; они не изменяют момент импульса системы. Внешние силы – сила тяжести, сила нормальной реакции – параллельны оси вращения. Силой трения в оси пренебречь. Моменты всех внешних сил относительно вертикальной оси вращения скамьи равны нулю. Следовательно, момент импульса системы тел остаётся постоянным. По закону сохранения момента импульса

, (1)

где и - моменты импульса системы до и после сближения гирь.

Перепишем векторное уравнение (1) в скалярном виде

= J2 , (2)

где J1 – момент инерции всей системы до сближения гирь,

(2 т.к. две гири)

Момент инерции гири рассчитываем как для материальной точки, m – масса гири.

J2 – момент инерции всей системы после сближения гирь,

Выразим угловую скорость через частоту вращения по формуле и подставим в уравнение (2): = 2

откуда

.

Внешние силы не создают вращающего момента относительно оси и, следовательно, не совершают работы.

Поэтому изменение кинетической энергии системы равно работе, совершённой человеком:

А = Wк = W2W1.