Тело массой m1 = 3.400000000004 кг, движущееся со скоростью V1 = 5,60000000005 м/с, сталкивается с неподвижным телом массой m2 = 7,4 кг. Считая удар абсолютно неупругим, найти:
1. скорость тел после столкновения
2. работу неконсервативных сил за время удара.
Другие предметы Университет Удары и импульс физические основы механики неупругий удар закон сохранения импульса скорость после столкновения работа неконсервативных сил механика учебное задание университетская физика
Давайте решим эту задачу шаг за шагом. Мы будем использовать законы сохранения импульса и работы для решения поставленных вопросов.
1. Найдем скорость тел после столкновения.В случае абсолютно неупругого удара два тела после столкновения движутся вместе с одной и той же скоростью. Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса, который гласит, что суммарный импульс системы до столкновения равен суммарному импульсу системы после столкновения.
Импульс тела можно выразить как произведение его массы на скорость:
Суммарный импульс до столкновения:
P_total_before = P1 + P2 = m1 * V1 + m2 * 0 = m1 * V1
После столкновения, оба тела движутся с одной и той же скоростью V. Тогда суммарный импульс после столкновения будет:
P_total_after = (m1 + m2) * V
По закону сохранения импульса:
P_total_before = P_total_after
Следовательно:
m1 * V1 = (m1 + m2) * V
Теперь подставим известные значения:
Подставляем в уравнение:
3.4 * 5.6 = (3.4 + 7.4) * V
Теперь вычислим:
19.04 = 11.2 * V
Теперь найдем V:
V = 19.04 / 11.2
V ≈ 1.6964285714 м/с
Таким образом, скорость тел после столкновения составляет примерно 1.70 м/с. 2. Найдем работу неконсервативных сил за время удара.Работа неконсервативных сил можно найти, используя разницу в кинетической энергии до и после столкновения.
Кинетическая энергия (KE) тела рассчитывается по формуле:
KE = 0.5 * m * V^2
Сначала найдем кинетическую энергию до столкновения:
Суммарная кинетическая энергия до столкновения:
KE_total_before = KE1 + KE2 = 53.344 + 0 = 53.344 Дж
Теперь найдем кинетическую энергию после столкновения:
KE_after = 0.5 * (m1 + m2) * V^2 = 0.5 * (3.4 + 7.4) * (1.6964285714)^2
KE_after = 0.5 * 11.2 * 2.877 = 16.072 Дж
Теперь найдем работу неконсервативных сил:
A = KE_total_after - KE_total_before
A = 16.072 - 53.344
A = -37.272 Дж
Таким образом, работа неконсервативных сил за время удара составляет примерно -37.27 Дж.