С высоты 73.5 м сбрасывают два одинаковых по массе камня, связанных веревкой L=39,2 м. Первый камень начинает падать на τ=2c раньше второго. Через какое время после начала падения камни упадут на землю? Падение без начальной скорости, g=9.8. Рассмотреть два случая: а) веревка абсолютно упругая. б) веревка абсолютно неупругая.

Физика 11 класс Законы движения тел под действием силы тяжести падение камней физика 11 класс движение тел свободное падение упругая веревка неупругая веревка время падения гравитация задачи по физике механика камни высота падения Новый

Давайте разберем задачу поэтапно. Мы имеем два камня, которые сбрасываются с высоты 73.5 м, и один из камней начинает падение на 2 секунды раньше. Нам нужно рассмотреть два случая: когда веревка абсолютно упругая и когда веревка абсолютно неупругая.

Шаг 1: Определим время падения одного камня.

Для свободного падения тела с высоты h можно использовать формулу:

• h = (g * t^2) / 2

где h - высота, g - ускорение свободного падения (9.8 м/с²), t - время падения.

Подставим известные значения:

• 73.5 = (9.8 * t^2) / 2

Умножим обе стороны на 2:

• 147 = 9.8 * t^2

Теперь разделим обе стороны на 9.8:

• t^2 = 147 / 9.8 ≈ 15

Теперь найдем t:

• t ≈ √15 ≈ 3.87 с

Таким образом, время падения одного камня составляет примерно 3.87 секунд.

Шаг 2: Рассмотрим случай а) веревка абсолютно упругая.

Первый камень начинает падение на 2 секунды раньше, значит, он падает 2 секунды, когда второй камень начинает падение. За это время первый камень пройдет:

• h1 = (g * t1^2) / 2 = (9.8 * 2^2) / 2 = 19.6 м

Таким образом, на момент, когда второй камень начинает падение, первый камень находится на высоте:

• h = 73.5 - 19.6 = 53.9 м

Теперь оба камня будут падать, связанные веревкой. Так как веревка упругая, они будут двигаться вместе после того, как веревка натянется. Время, за которое первый камень упадет оставшуюся высоту:

• h = 53.9 = (9.8 * t^2) / 2

Решим это уравнение:

• t^2 = 53.9 / 4.9 ≈ 11

• t ≈ √11 ≈ 3.32 с

Общее время падения для первого камня будет:

• t_total = 2 + 3.32 ≈ 5.32 с

Шаг 3: Рассмотрим случай б) веревка абсолютно неупругая.

В этом случае, когда первый камень падает, второй камень начинает падение только через 2 секунды. Первый камень также падает на 2 секунды, и в момент, когда второй камень начинает падение, первый камень уже находится на высоте 53.9 м.

Когда второй камень начинает падение, первый камень продолжает падение, и они оба падают одновременно после того, как второй камень начинает падение. Таким образом, время падения второго камня будет таким же, как и у первого:

• t = 3.87 с

Общее время падения для первого камня будет:

• t_total = 2 + 3.87 ≈ 5.87 с

Итак, подводя итог:

• а) Веревка абсолютно упругая: оба камня упадут через примерно 5.32 с.
• б) Веревка абсолютно неупругая: оба камня упадут через примерно 5.87 с.