1) Из кинематики: `d/2=(at^2)/2` `=>` `d=at^2`, (1) где `a` - горизонтальная составляющая ускорения шарика; `t` - время движения шарика до касания одной из пластин.
2) `v_x=a*t` `v_y=g*t` `v=sqrt(v_x^2+v_y^2)=tsqrt(a^2+g^2`, где `v_x` - горизонтальная составляющая скорости шарика; `v_y` - вертикальная составляющая скорости шарика Получаем: `t=v/(sqrt(a^2+g^2))`. (2)
3) (2) в (1): `d=(av^2)/(a^2+g^2)`. (3)
4) По II закону Ньютона: `F_(кул)=ma`, `E*q=ma`, `a=(E*q)/m`. (4)
5) (4) в (3): `d=((E*q)/m*v^2)/(((E*q)/m)^2+g^2)~~74` см.
Ответ: `d~~74` см.
Виктор, все верно! Из подобия треугольников сил и скоростей (в момент удара) имеем: `(qE)/(sqrt((qE)^2+(mg)^2))=v_x/v=sqrt((qEd)/m)/v qquad => qquad d=((qE)/m v^2)/(((qE)/m)^2+g^2)~~74.0` см.
Viktor Perestukin
Заголовок сообщения: Re: О ЕГЭ по физике 5.06.2023 г
Виктор, все верно! Из подобия треугольников сил и скоростей (в момент удара) имеем: `(qE)/(sqrt((qE)^2+(mg)^2))=v_x/v=sqrt((qEd)/m)/v qquad => qquad d=((qE)/m v^2)/(((qE)/m)^2+g^2)~~74.0` см.
Александр Дмитриевич, здравствуйте! Спасибо за ответ!
_________________ Казнить нельзя ЗПТ помиловать!
ar54
Заголовок сообщения: Re: О ЕГЭ по физике 5.06.2023 г
Решение. 1) По 2му условию равновесия для палочки относительно точки О: `F_(арх)*(h/2)/(tgalpha)+Flsinalpha=mgr`; `0,75rhogV_(погр)(h/2)/(tgalpha)+Flsinalpha=mgr`. (1)
3) (2) в (1): `0,75rhog*(hm)/(rhol)(h/2)/(tgalpha)+Flsinalpha=mgr`. После преобразований, если я нигде не ошибся, получаем: `F=(mgcosalpha)/l^2*(r*l*tgalpha-0,375*h^2)`, где `cosalpha=(2r)/l=0,8`; `sinalpha=sqrt(1-cos^2alpha)=0,6`; `tgalpha=sinalpha/cosalpha=0,75`.
Не видя решение в общем виде, трудно понять, правильно ли решена задача. Дано: `L=10\text( см),quad R=4м\text( см), quad rho_0/rho=0.75,quad m=0.9\text( г.)` Ответ должен зависеть от уровня жидкости в стакане `h`. Рассматриваем `h` как независимую переменную. Определим размер `H=sqrt(L^2-(2R)^2)=6\text( см)` - расстояние от верхней точки палочки до дна стакана. 1) Легко выписывается ответ в случае отсутствия жидкости: `(1) qquad F=R/H mg qquad (\text(при ) h=0)` 2) Также легко выписывается ответ в случае, когда палочка полностью погружена в жидкость. Достаточно вес палочки в формуле (1) заменить на вес палочки в жидкости, т.е. на `m(1-rho_0/rho)g` `(2) qquad F=R/H (1-rho_0/rho) mg qquad (\text(при ) h>=H)` 3) Осталось рассмотреть случай частичного погружения палочки в жидкость. Используем уравнение моментов относительно нижней точки опоры (как это делал Виктор). Ответ в этом случае: `(3) qquad F(h)=R/H mg (1-rho_0/rho * (h/H)^2) qquad (\text(при ) 0<=h<=H)` Видим, что формула (3) проходит проверку на предельные случаи.
P.S. Для полноты картины следовало бы показать, что в положении устойчивого равновесия палочка и ось цилиндрического стакана находятся в одной плоскости. Именно в этом случае задача становится плоской, и справедливы решения (1)-(3). Как это лучше сделать? Вероятно проще всего через анализ векторов реакций опоры, или воспользоваться энергетическими соображениями: в положении устойчивого равновесия потенциальная энергия палочки минимальна. Впрочем, в условии нарисован правильный плоский рисунок. Если считать рисунок неотъемлемой частью условия, то и доказывать ничего не придется.
P.P.S. При выводе формулы (3) удобно воспользоваться соотношениями подобия соответствующих треугольников: `qquad l/L=(2d_A)/(2R)=h/H. qquad` Здесь `l` - длина подводной части палочки, `d_A` - плечо силы Архимеда `F_A`. Тогда: Сила Архимеда `F_A=rho_0 S l g=rho_0/rho h/H mg`, уравнение моментов относительно нижней точки опоры `F *H + F_A *d_A=mg* R `. Откуда:
` qquad F=mg R/H (1-rho_0/rho * (h/H)^2)`
Последний раз редактировалось ar54 12 июл 2023, 11:34, всего редактировалось 1 раз.
ar54
Заголовок сообщения: Re: О ЕГЭ по физике 5.06.2023 г
`M=1` кг `l=90` см`=0,9` м `alpha_1=60^@` `m=10` г`=0,01` кг `alpha_2=39^@` `(cosalpha_2=7/9)` ---------- `|Deltap|-?`
1) По закону сохранения импульса в проекциях на горизонтальную ось: `p_1-Mv_1=p_2-Mv_2`, где `p_1`, `p_2` - импульс пули перед попаданием в шар и импульс пули после прохождения шара, соответственно; `v_1`, `v_2` - скорость шара перед попаданием пули и скорость шара после прохождения пули, соответственно. `p_1-p_2=Deltap=M(v_1-v_2)`
2) По закону сохранения энергии для шара: `Mgh_1=(Mv_1^2)/2`; `h_1=l-lcosalpha_1=l(1-cosalpha_1)`; `2gl(1-cosalpha_1)=v_1^2` `v_1=sqrt(2gl(1-cosalpha_1))`. Аналогично: `v_2=sqrt(2gl(1-cosalpha_2))`.
Виктор, все верно у Вас: `V_1=sqrt(2gL(1-cos alpha_1))=3\text( м/с), qquad V_2=sqrt(2gL(1-cos alpha_2))=2\text( м/с), qquad |Delta vec(p)|=M|Delta vec(V)|=1 \text( Н*с.)` P.S. А разве сейчас не требуется обязательное обоснование применимости всех использованных при решении задачи законов? Здесь: ЗСИ и ЗСМЭ.
Viktor Perestukin
Заголовок сообщения: Re: О ЕГЭ по физике 5.06.2023 г
А разве сейчас не требуется обязательное обоснование применимости всех использованных при решении задачи законов? Здесь: ЗСИ и ЗСМЭ.
Обоснование. 1. Систему отсчёта свяжем с Землёй. Будем считать эту систему отсчёта инерциальной. 2. Так как диаметр шара пренебрежимо мал по сравнению с длиной нити, будем считать шар материальной точкой. Пулю также будем считать материальной точкой в силу её малых размеров. 3. Будем считать время соударения малым. Тогда можно сказать, что шар не сдвинулся с места в момент попадания в него пули. Следовательно, в момент соударения пули с шаром на пулю и шар никакие силы в горизонтальном направлении не действуют. Поэтому выполняется з.с.и. в проекциях на горизонтальную ось. 4. При движении шара от начальной точки до столкновения с пулей и, далее, до его остановки на шар действует консервативная сила тяжести и сила реакции со стороны нити, работа которой равна нулю, т.к. эта сила в любой момент времени перпендикулярна элементарному перемещению шара. Поэтому при движении шара от начальной точки до столкновения с пулей и, далее, до его остановки для шара выполняется з.с.э.
_________________ Казнить нельзя ЗПТ помиловать!
Viktor Perestukin
Заголовок сообщения: Re: О ЕГЭ по физике 5.06.2023 г
Обоснование. 1. Систему отсчёта свяжем с Землёй. Будем считать эту систему отсчёта инерциальной. 2. Палочку будем считать твёрдым телом с осью вращения, проходящей перпендикулярно плоскости рисунка через точку О (см. рис.). Условие равновесия относительно вращения твёрдого тела на оси - равенство нулю суммы моментов сил, приложенных к телу, относительно этой оси.
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2
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