Маленька заряджена кулька, що підвішена на нитці, обертається в горизонтальній площині з кутовою швидкістю 3 рад/с. В центрі кола, яке описує кулька, знаходиться така сама кулька того ж заряду. Якщо знак заряду кульки, що знаходиться в центрі змінити на протилежний, то при такому ж радіусі обертання кутова швидкість кульки стане рівна 4 рад/с. Яка відстань від точки підвісу кульки до площини обертання?

Показать ответ

Ответ:

Torquis

17.03.2021 23:42

Дано:

Штатная скорость v = 57.6

км/ч $= \frac{ 57 600 }{ 3600 }$ м/с $= \frac{ 576 }{ 36 }$ м/с = 16

м/с.
Интервал движения T = 100 c .

Время посадки высадки $\Delta t = 30 c .$
Время торможения до остановки t = 20 c .

Тормозной путь S = 160

м .
Длина состава L = 100

м .

Найти: дистанцию между составами

в [м] и [мм].

Р е ш е н и е :

Все положения, упоминаемые в доказательстве решения, отмечены на приложенном к решению рисунке.

Искомая дистанция между поездами – это свободное пространство вдоль железнодорожного полотна. Таким образом – дистанция в данном случае – это расстояние от ведущего вагона (начала) заднего Скоростного состава (положение С) до Конца припаркованного состава (положение К) в тот момент, когда припаркованный собирается отправляться.

Нам неизвестно, является ли торможение составов перед остановкой равнозамедленным или нет, и нам это знать и не нужно (!), поскольку нам дано и время, и скорость, и тормозной путь. Всё, что нам нужно – это корректно учесть все слагаемые времени и пути при торможении.

Общий интервал движения составляет T = 100 c ,

и это означает, что каждые 100

секунд, в положении Н оказывается Начало очередного состава. Уже припаркованный состав простоял на станции $\Delta t = 30 c ,$ а это означает, что следующему за ним составу осталось проехать из положения С (начало скоростного состава) до точки Н (начало припаркованного состава) в течение $T - \Delta t = 70$ секунд.

Искомая дистанция между составами, как мы уже говорили выше, измеряется не от положения С до положения Н, а от положения С до положения К (конец припаркованного состава). Однако нам будет удобно найти весь остаточный путь СН (между положениями С и Н), а затем вычесть из него длину КН (между положениями К и Н), равную длине состава L = 100

м.

Из $T - \Delta t = 70$ секунд, оставшихся идущему следом составу, первые $\tau = T - t - \Delta t = 50$ секунд он будет идти с постоянной скоростью v = 16

м/с из положения С в положение О, а последующие t = 20

секунд он будет останавливаться из положения О до положения Н.

Длину отрезка ОН мы и так знаем, это тормозной путь S = 160

м . Теперь найдём СО, т.е. длину $\lambda .$ Мы знаем, что по отрезку СО состав двигается равномерно со скоростью

в течение времени $\tau = T - t - \Delta t = 50$ секунд, значит отрезок СО, т.е. $\lambda = v \tau = v \cdot ( T - t - \Delta t ) = 16 \cdot 50$ м = 800

м .

Отсюда ясно, что вся длина СН = СО + ОН , т.е.
СН $= \lambda + S = S + v \cdot ( T - t - \Delta t ) = 160 + 800$ м = 960

м.

Как было показано выше искомая дистанция

– это длина СК, равная разности СН и КН, т.е. СН и

.

Итак:

СК

CH $- L = v \cdot ( T - t - \Delta t ) + S - L =$

$= 16 \cdot ( 100 - 20 - 30 ) + 160 - 100$ м $= 16 \cdot 50 + 60 = 860$ м.

О т в е т : дистанция между составами: D = 860

мм .

Школьник решил прокатиться в метро одного из городов. понаблюдав за , он понял, что интервал их движ

0,0(0 оценок)

Ответ:

лолчик6

28.12.2021 17:01

Рассмотрим два участка движения тела. Участок 1 - наклонный. Участок 2 - горизонтальный. На участке 1 выберем направление оси х вдоль наклонной поверхности вниз, оси у - перпендикулярно наклонной поверхности вверх. На тело действуют три силы: вес (направлена вертикально вниз, раскладывается на две составляющие по осям х - в полож.направлении и у-в отриц.направлении), норм.реакция опоры (направлена перпендикулярно к накл.поверхности вверх, т.е. в полож.направлении оси у), трения (направлена в отриц.направлении по оси х). Проекция веса тела на ось у полностью уравновешена реакцией опоры, т.е. ускорение вдоль у равно 0. Тогда N=m*g*cos(alfa). ВДоль оси х 2-закон Ньютона выглядит так: m*g*sin(alfa)-μ*N=m*a. Учитывая выражение для реакции опоры, получим: m*g*sin(alfa)-μ*m*g*cos(alfa)=m*a. Сократим на m: g*sin(alfa)-μ*g*cos(alfa)=a. Исходим из того, что тело начало движение из состояние покоя. Тогда скорость в конце наклонного участка 1: V=a*t. Время движения: t=SQRT(2*l/a). L-длина наклонного участка: L=h/sin(alfe). Подставив все это в выражение для скорости , получим: V=SQRT(2*L*g*(sin(alfa)-μ*cos(alfa)). Это скорость в конце участка 1, она же есть начальная скорость на участке 2 (горизонтальном).

На участке 2 тело движется под действием тех же трех сил, только теперь осб х - горизонтальная, у - вертикальная. Таким образом, вес направлен вертикально вниз и его х-составляющая равна 0. По 2 закону нюьтона, учитвая, что вес полностью уравновешен силой реакции опоры, получим: Fтр=μ*N=μ*m*g=m*a2, где a2-ускорение (замедление) на участке 2. Отсюда :а2=μ*g. Движение на этом участке равнозамедленное. Начальная скорость известна, конечная - равна 0: 0=V-a2*t, отсюда: t=V/a2=V/(μ*g). Это время, пройденное телом до остановка на участке 2. Расстояние в случае равнозамедленного движения:L2=V*t-a2*t*t/2=V*V/(μ*g)-μ*g*(V/(μ*g)*(V/(μ*g)/2. Упростив выражение получим: L2=V*V/(2*μ*g). Подставим найденное для участка 1 выражение конечной скорости V: L2=2*L*g*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(2*μ*g)=L*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/μ=h*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(μ*sin(alfa)). В конечном преобразовании использовано выражение для длины наклонного пути, полученное при рассмотрении участка 1.

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика