Свысоты 1,2 м грузом забивают сваю, которая от

удара уходит в землю на 2см. определите силу удара и его

продолжительность, если масса груза 500кг.

Показать ответ

Ответ:

kridnyuta

05.10.2020 22:46

300 000 Н

8 мс

Объяснение:

Дано:

H = 1,2 м

S = 2 см = 0,02 м

m = 500 кг

F - ?

Δt - ?

1. Потенциальная энергия пули тратится на работу против сил сопротивления грунта.

mgH = F*S

Отсюда:

F = mgH / S = 500*10*1,2 / 0,02 = 300 000 Н

Скорость в момент удара:

V₁ = √ (2*h*H) = √ (2*10*1,2) = √ (24) ≈ 5 м/с

Свая в конце удара остановилась (V₂=0), поэтому модуль изменения скорости:

ΔV = | V₂-V₁| = |0 - 5| = 5 м/с

Из закона импульса сил:

F*Δt = m*ΔV

Δt = m*ΔV / F

Δt = 500*5 / 300 000 ≈ 8*10⁻³ c или 8 мс

0,0(0 оценок)

Ответ:

marissavyd

05.10.2020 22:46

= 300 кН, $\Delta t$ = 8,2 мс

Объяснение:

Сначала выясним, какой скоростью обладал груз в момент перед столкновением со сваей. Для воспользуемся законом сохранения механической энергии (его можно использовать, так как во время полёта на груз не действуют неконсервативные силы, такие как сопротивление воздуха):

$mgh = \dfrac{mv^2}{2} \qquad \Longrightarrow \qquad v = \sqrt{2gh}$

Отсюда находим, что $v = \sqrt{24}$ м/с.

Далее, для нахождения силы удара, заметим, что вся имевшаяся у груза перед ударом кинетическая энергия пошла на работу по забиванию сваи. Запишем это равенство и из формулы для механической работы $A = FS \cos{\alpha}$ найдём силу удара ( $\cos{\alpha} = 1$ , так как сила и перемещение сонаправлены):

$\dfrac{mv^2}{2} = A \\ \dfrac{mv^2}{2} = FS \qquad \Longrightarrow \qquad F = \dfrac{m v^2}{2S}$

Отсюда находим, что F = 300000 Н.

Длительность удара найдём из второго закона Ньютона в импульсной формулировке: "Изменение импульса тела равно импульсу силы". Импульс силы -- это произведение силы удара на длительность удара $\Delta t$ . Импульс изменяется от до 0: