Регистрация    Вход    Форум    Поиск    FAQ   alexlarin.net

Список форумов » Физика




 Страница 1 из 1 [ Сообщений: 9 ] 



Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Закон сохранения импульса.
 Сообщение Добавлено: 18 апр 2016, 15:17 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 дек 2015, 23:36
Сообщений: 288
http://opengia.ru/items/3611AA934D00B66 ... 62E70807E6 по данной ссылке одна из задач С1.
В решении есть строчка, полностью сбившая меня с толку :
"По закону сохранения импульса на левой вершине горки `m*v=Mu` ,где u - непосредственно скорость горки, М - ее масса."
Не могу вообще врубиться, почему это их импульсы равны,и как здесь включается закон сохранения вышеупомянутого импульса. Я понимаю, что если тело обладает и массой и скоростью,то оно обладает и импульсом. Значит и в той конкретной точке и горка и шайба им обладают, вне зависимости друг от друга. Но откуда же берется дальнейшее рассуждение о ЗСИ?
Вот ссылка на решение http://fizmatklass.ucoz.ru/EGE/4_Mech_e ... /r-428.jpg , всё что идёт дальше- вполне ясно.


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Закон сохранения импульса.
 Сообщение Добавлено: 18 апр 2016, 16:49 
Не в сети

Зарегистрирован: 17 дек 2015, 18:58
Сообщений: 733
Sdy писал(а):
....В решении есть строчка, полностью сбившая меня с толку :
"По закону сохранения импульса на левой вершине горки `m*v=Mu` ,где u - непосредственно скорость горки, М - ее масса."....

Более подробно начало решения могло бы выглядеть так:

Так как на на систему тел горка+шайба не действуют внешние силы в горизонтальном направлении (горка гладкая, силы трения нет), то выполняется ЗСИ для этой системы тел в горизонтальном направлении. (Заметим, что в этой задаче не выполняется ЗСИ в вертикальном направлении, поскольку есть ненулевые внешние силы, действующие на тела системы в вертикальном направлении. Это: силы тяжести, действующие на каждое из тел, и сила нормальной реакции опоры (кстати, переменная!), действующая со стороны опоры на горку).
Импульс системы тел - векторная величина, и , по определению, равна сумме (векторной!) импульсов всех тел системы.

Если направить ось `X` по горизонтали вправо, то ЗСИ в проекции на эту ось запишется как
`P_x-=Mu_x+mv_x=const`.
Чему же равна эта константа? Она находится из начальных условий. Вначале горка и шайба покоились, следовательно импульс системы был равен нулю. Значит и эта константа (проекция полного импульса системы тел на горизонтальное направление) также равна нулю.
Вспоминая, что `u_x=u, qquad v_x=-v`, мы и приходим к уравнению (1) из решения:
`Mu-mv=0 quad => Mu=mv`.

Вот такая история. Совет: учите матчасть! Откройте учебник физики и внимательно изучите раздел по ЗСИ системы тел.
Насчет выполнения ЗСЭ в этой задаче - Вам все здесь ясно? Почему он выполняется в данной задаче?


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Закон сохранения импульса.
 Сообщение Добавлено: 18 апр 2016, 17:17 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 дек 2015, 23:36
Сообщений: 288
ar54 писал(а):
`u_x=u, qquad v_x=-v`, мы и приходим к уравнению (1) из решения:
`Mu-mv=0 quad => Mu=mv`.

А как мы понимаем, что горка движется вправо? Интуитивно? Первая мысль , которая мне пришла в голову - что они вместе двигаются в одну сторону. Глупо, наверное, но как есть. Ситуация, когда их движение сонаправлено нереальна?
Про ЗСЭ к сожалению, я очень отдаленно представляю себе ситуации, когда он НЕ выполняется. Если я правильно помню, то выполняется он в ЗАМКНУТОЙ системе. А система является ЗАМКНУТОЙ, если на нее не действуют никакие внешние силы или их действие полностью скомпенсировано. Раз горка движется поступательно - значит действие сил на нее скомпенсировано. Шайба фактически "скользит", трения нет, значит потерь энергии нет. Вследствие этого, получаем, что потенциальная энергия шайбы (она же начала двигаться из состояния покоя) перешла в кинетическую энергию шайбы , потенциальную энергию шайбы и в ... кинетическую энергию горки. Вот этот момент не понятен , если честно. Именно в плане представления,как же это получается. Стыдно признаваться, но первый раз мой ЗСЭ выглядел как `5/2 mgh = mgh + (mv^2)/2 `.


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Закон сохранения импульса.
 Сообщение Добавлено: 18 апр 2016, 19:48 
Не в сети

Зарегистрирован: 17 дек 2015, 18:58
Сообщений: 733
Sdy писал(а):

Цитата:
1) А как мы понимаем, что горка движется вправо? Интуитивно?
Подробности:
Нет, не интуитивно, а это следует из законов механики. Шайба начинает скатываться по левому склону высокого горба без начальной скорости. Нарисуйте силы, действующие на шайбу в любой момент ее нахождения на левом склоне. Нарисуйте силы, действующие на горку в этот момент. Куда направлена равнодействующая всех сил, действующих на горку в этот момент? В каком направлении равнодействующая толкает горку? Куда направлено ускорение горки (вспомните 2-ой закон Ньютона)?

Цитата:
2) Про ЗСЭ к сожалению, я очень отдаленно представляю себе ситуации, когда он НЕ выполняется. Если я правильно помню, то выполняется он в ЗАМКНУТОЙ системе.
Подробности:
Нет, замкнутость системы ни при чем! Вы путаете условия выполнения ЗСИ и ЗСЭ.
По теореме об изменении механической энергии системы тел (мех энергия - это сумма кинетических энергий тел, потенциальных энергий тел во внешних полях и / или потенциальной энергии взаимодействия тел системы):
    Изменение механической энергии системы тел равно работе всех не потенциальных сил, как внешних так и внутренних.
    `Delta E=A_(ext)+A_(\i\n\t)
В рассматриваемой задаче на тела системы действуют 3 не потенциальные силы: одна внешняя - сила нормальной реакции опоры, действующая на горку, и 2 внутренние - силы взаимодействия шайбы и горки, которые (поскольку трения между шайбой и горкой нет) в каждый момент направлены вдоль нормали к поверхности горки в точке нахождения шайбы. Работа внешней силы равна нулю, потому что скорость горки перпендикулярна этой силе (см. определение работы). Каждая из внутренних сил совершает не нулевую работу (одна сила совершает работу над горкой, другая - над шайбой), но сумма этих работ равна в точности нулю (это можно показать, используя 3-ий закон Ньютона, и условие, что шайба во время движения все время остается на поверхности горки). Т.о. заключаем, что для системы горка+шайба в любой момент времени справедливо соотношение (ЗСМЭ): `(mv^2)/2+(Mu^2)/2+mgh=const`.

Цитата:
3) Раз горка движется поступательно - значит действие сил на нее скомпенсировано.

Подробности:
Абсолютно не верное утверждение! Учите формулировку 1-го закона Ньютона!
Если скомпенсированы действующие на тело силы, то центр масс тела движется прямолинейно и равномерно.
Кстати, а что такое поступательное движение? - Определения, так же как и законы, надо знать и понимать, иначе не сможете решать правильно физические задачи.

Цитата:
4) Шайба фактически "скользит", трения нет, значит потерь энергии нет.
Вследствие этого, получаем, что потенциальная энергия шайбы (она же начала двигаться из состояния покоя) перешла в кинетическую энергию шайбы , потенциальную энергию шайбы и в ... кинетическую энергию горки. Вот этот момент не понятен , если честно.

См. ответ на 3).

P.S.
Подробности:
А закон сохранения импульса системы тел следует из доказываемой теоремы:
Изменение импульса системы тел равно импульсу всех внешних сил, действующих на тела системы: `Delta vecP=vecF_(ext) Delta t`.
Обратите внимание, что в этой теореме внутренние силы не упоминаются (в отличие от теоремы об изменении механической энергии системы). Внутренние силы никоим образом не могут изменить импульс системы тел! (Барон Мюнхаузен не может вытащить себя из болота за собственные волосы)


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Закон сохранения импульса.
 Сообщение Добавлено: 18 апр 2016, 21:55 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 дек 2015, 23:36
Сообщений: 288
1)
Подробности:
Вложение:
20160418_213602.jpg
20160418_213602.jpg [ 1.2 MIB | Просмотров: 1743 ]

Получается у меня такая картинка. Что-то я упускаю,так как не могу понять, какая это результирующая сила будет толкать горку исключительно вправо.
2)Но ведь система же должна быть замкнута для ЗСЭ? Проверил по учебнику, там указано,что требуется выполнение этого пункта.
Я понимаю,что в общем случае закон ЗСЭ здесь выполняется. Но почему записывается равенство` 5/2mgh = (mv^2)/2 + mgh + (Mu^2)/2 ` То есть, почему же энергия ШАЙБЫ переходит в ЭНЕРГИЮ горки? Как это вообще себе представить? Ведь никах потерь энергии быть не может, трения нет, про сопротивление воздуха ничего не сказано, систему мы УЖЕ , при ЗСИ , посчитали замкнутой.
3)Согласен, ошибся, двигаться поступательно можно и не в инерациальной системе отсчета, опять же , путаю понятия.
4)
Цитата:
Если направить ось X по горизонтали вправо, то ЗСИ в проекции на эту ось запишется как
`P_x-=Mu_x+mv_x=const`.
Чему же равна эта константа? Она находится из начальных условий. Вначале горка и шайба покоились, следовательно импульс системы был равен нулю. Значит и эта константа (проекция полного импульса системы тел на горизонтальное направление) также равна нулю.

Почему данная константа, а точнее импульс СИСТЕМЫ находится именно исходя из начальных условий? То есть, как он-таки равен нулю? Уже несколько раз перечитывал и ваши сообщения и повторял пониятие "количества движения", но дойти не могу до вышенаписанного. Не могли бы вы чуть подробнее растолоковать, если это возможно.


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Закон сохранения импульса.
 Сообщение Добавлено: 19 апр 2016, 10:27 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 08 дек 2010, 13:36
Сообщений: 4681
Sdy писал(а):
...
Почему данная константа, а точнее импульс СИСТЕМЫ находится именно исходя из начальных условий? То есть, как он-таки равен нулю? Уже несколько раз перечитывал и ваши сообщения и повторял пониятие "количества движения", но дойти не могу до вышенаписанного...

... :) Если это своего рода шутка-юмора... то приемлемо... :) Если же на самом деле так думаешь, то физику будет сдать сложновато... Одумайся пока не поздно... :)
Успехов.

Посмотри и улыбнись:

_________________
Цель ничто - движение все.


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Закон сохранения импульса.
 Сообщение Добавлено: 19 апр 2016, 12:59 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 дек 2015, 23:36
Сообщений: 288
eduhelper писал(а):
... :) Если это своего рода шутка-юмора... то приемлемо... :) Если же на самом деле так думаешь, то физику будет сдать сложновато... Одумайся пока не поздно... :)
Успехов.

Я не люблю динамику и кинематику. Это мое крайне слабое место. Мне нравятся задачи на квантовую физику, ядерную физику, электродинамику. Но вот заставить себя полюбить и понять всякие там движения "брусков" и "горок" мне сложно.
И раз я прошу объяснения значит я действительно не понимаю. Обычно, как минимум глядя на решение можно во всем разобраться.
Так как в школе я не учусь,то просить разжевать некого. Обращаюсь сюда.


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Закон сохранения импульса.
 Сообщение Добавлено: 19 апр 2016, 17:12 
Не в сети

Зарегистрирован: 17 дек 2015, 18:58
Сообщений: 733
Sdy писал(а):
Я не люблю динамику и кинематику. Это мое крайне слабое место. ...
Так как в школе я не учусь,то просить разжевать некого. Обращаюсь сюда.

Формат форума не предназначен для обучения основам предмета. Задача форума - подсказать идею, показать оптимальный способ решения задач уровня выше среднего. Поэтому, если Вы все-таки хотите освоить решение задач по механике, придется сесть за школьный учебник и очень внимательно, думая над каждым словом, проштудировать материал с самого начала.
Подробности:
Я еще раз внимательно просмотрел свои комментарии и считаю, что я достаточно полно разжевал все сложные моменты на примере этой задачи. Ваше непонимание кроется в отсутствии у Вас базовых знаний школьного курса механики. Например, подготовленный Вами рисунок по задаче имеет довольно много ошибок, хотя в комментарии к п.1) я четко указал, что надо делать - Вы невнимательно читаете?
Единственно, я не подчеркнул явным образом, что в ЗСИ скорости тел есть функции времени: `u_x=u_x(t), quad v_x=v_x(t)`, а не конкретные скорости горки и шайбы в момент, когда шайба окажется на вершине второго горба. То же замечание касается и изменяющихся во времени величин в ЗСМЭ, т.е. `u=u(t), quad v=v(t), quad h=h(t)`. Но это - очевидные вещи для знающего основы физики. Любые законы сохранения понимаются, как сохранение некоторой величины во времени (время идет, а величина остается постоянной (константой)).
Вот какой я от Вас ожидал рисунок, где расставлены правильно все силы, действующие на тела системы. Ну и что, не видно, в какую сторону поедет горка?
Вложение:
gorka_verblud.png
gorka_verblud.png [ 17.89 KIB | Просмотров: 1690 ]

Успехов!


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Закон сохранения импульса.
 Сообщение Добавлено: 19 апр 2016, 18:31 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 дек 2015, 23:36
Сообщений: 288
ar54 писал(а):
Sdy писал(а):
Я не люблю динамику и кинематику. Это мое крайне слабое место. ...
Так как в школе я не учусь,то просить разжевать некого. Обращаюсь сюда.

Формат форума не предназначен для обучения основам предмета. Задача форума - подсказать идею, показать оптимальный способ решения задач уровня выше среднего. Поэтому, если Вы все-таки хотите освоить решение задач по механике, придется сесть за школьный учебник и очень внимательно, думая над каждым словом, проштудировать материал с самого начала.
Подробности:
Я еще раз внимательно просмотрел свои комментарии и считаю, что я достаточно полно разжевал все сложные моменты на примере этой задачи. Ваше непонимание кроется в отсутствии у Вас базовых знаний школьного курса механики. Например, подготовленный Вами рисунок по задаче имеет довольно много ошибок, хотя в комментарии к п.1) я четко указал, что надо делать - Вы невнимательно читаете?
Единственно, я не подчеркнул явным образом, что в ЗСИ скорости тел есть функции времени: `u_x=u_x(t), quad v_x=v_x(t)`, а не конкретные скорости горки и шайбы в момент, когда шайба окажется на вершине второго горба. То же замечание касается и изменяющихся во времени величин в ЗСМЭ, т.е. `u=u(t), quad v=v(t), quad h=h(t)`. Но это - очевидные вещи для знающего основы физики. Любые законы сохранения понимаются, как сохранение некоторой величины во времени (время идет, а величина остается постоянной (константой)).
Вот какой я от Вас ожидал рисунок, где расставлены правильно все силы, действующие на тела системы. Ну и что, не видно, в какую сторону поедет горка?
Вложение:
gorka_verblud.png

Успехов!


Спасибо, буду разбираться. Это первая задача на ЗСИ и ЗСЭ которая полностью поставила в тупик.
UPD. Про импульс понял. И про то,почему 0 - вспомнил, давненько я не решал динамику. С равнодействующей тоже, осталось понять про `Ek` Спасибо Вам еще раз.


Вернуться наверх 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
 
 Страница 1 из 1 [ Сообщений: 9 ] 





Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

 
 

 
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти: