Дополните утверждения: g = 10 м/с2. Вес статуэтки составляет (?) Н. Если погрузить статуэтку в воду, значение динамометра уменьшится. Когда статуэтка погружена в воду, динамометр показывает (?) Н, следовательно, архимедова сила, действующая на статуэтку, равна (?) Н. По закону Архимеда, вес жидкости, вытесненной статуэткой, равен 5,5 Н. Поэтому масса вытесненной воды (?) кг. Плотность воды равна 1 г/см3, поэтому объём вытесненной воды, и, таким образом, объём статуэтки, равен (?) см³ или (?) л

Показать ответ

Ответ:

rast2k17

25.05.2023 00:22

Налицо задача на использование ЗСИ (закона сохранения импульсов).

Дано:

m_1=m_2=m

$v_{01}=v_{02}=v_0=6$ м/с

h=10 м

Найти:

v-?

Так как шарики начинают движение одновременно, то их времена полёта до столкновения равны: t_1=t_2

Направим ось Х (Ох) вертикально вниз и все дальнейшие вычисления будем писать в проекции на эту ось.

Тогда первый шарик до столкновения $s_1=v_0t-\frac{gt^2}{2}$ (минус стоит, т.к. его бросали вверх, а значит его скорость уменьшалась за время полёта), а второй - $s_2=v_0t+\frac{gt^2}{2}$ . Шарики столкнулись на одной высоте, а значит $h=s_1+s_2=v_0t-\frac{gt^2}{2} +v_0t+\frac{gt^2}{2} =2v_0t$ , отсюда $t=\frac{h}{2v_0}$

Нам нужно будет найти высоту , на которой столкнулись шарики. Она будет равна пройденному первым шариком пути: $h'=s_1=v_0t+\frac{g}{2} t^2=v_0\times \frac{h}{2v_0} +\frac{g}{2} (\frac{h}{2v_0})^2=\frac{h}{2} +\frac{g}{2} \frac{h^2}{4v_0^2} =\frac{h}{2} +\frac{gh^2}{8v_0^2} =\frac{4v_0^2h+gh^2}{8v_0^2}=\frac{1}{2} h+\frac{gh^2}{8v_0^2}$

Пусть первый шарик имел к моменту столкновения скорость v_1 , второй - v_2 , а получившийся в итоге кусок пластилина приобретёт скорость v_3 направленную, предположим, вниз.

Тогда v_1=v_0-gt , v_2=v_0+gt

Применим ЗСИ в проекции на ось Х:

$p_1=p_2\\mv_2-mv_1=2mv_3\\m(v_2-v_1)=2mv_3\\v_3=\frac{m(v_2-v_1)}{2m} =\frac{v_2-v_1}{2}=\frac{v_0+gt-(v_0-gt)}{2}=\frac{v_0+gt-v_0+gt}{2} =\frac{2gt}{2} =gt=g\times \frac{h}{2v_0} =\frac{gh}{2v_0}$

Значение скорости получилось со знаком "+", а значит мы угадали с её направлением.

Тогда, если - скорость, с которой упадёт комок на землю, то:

$h'=\frac{v^2-v_3^2}{2g}\\2gh'=v^2-v_3^2\\v^2=v_0^2+2gh'\\v=\sqrt{v_3^2+2gh'}\\v=\sqrt{\frac{g^2h^2}{4v_0^2} +2g\times (\frac{1}{2} \frac{gh^2}{8v_0^2} )}=\sqrt{\frac{g^2h^2}{4v_0^2} + \frac{g^2h^2}{8v_0^2} }=\sqrt{\frac{3g^2h^2}{8v_0^2} }$