[рис.] Доска массой 0,8 кг шарнирно подвешена к потолку на легком стержне. На доску со скоростью $10м/с$ налетает пластилиновый шарик массой 0,2 кг и прилипает к ней. Скорость шарика перед ударом направлена под углом $60 ^{\circ}$ к нормали к доске (см. рис.). Чему равна высота подъема доски относительно положения = весия после соударения? Ответ укажите в метрах с точностью до двух знаков после запятой.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Поскольку в горизонтальном направлении на систему не действует никаких сил, для доски с пластилиновым шариком выполняется закон сохранения горизонтальной компоненты импульса:
$m v \cos альфа = ( m + M ) u$
где u — скорость доски с шариком сразу после удара. Отсюда находим:
$u= $\frac{m v \cos альфа}{( m + M )}$ = $\frac{0,2кг \cdot 10м/с \cdot \cos 60 в степени ( \circ )}{0,2кг + 0,8кг}$ =1м/с$
После удара доска с прилипшим к ней шариком начинает отклоняться на нити, как маятник. При этом выполняется закон сохранения энергии, вся кинетическая энергия, которой доска обладала в нижнем положении переходит в потенциальную энергию при максимальном отклонении:
$\frac{( m + M ) u ^2}{2} = ( m + M ) gh$
Отсюда находим искомую высоту подъема доски:
$h= $\frac{u ^2}{2g}$ = $\frac{( 1м/с ) ^2}{2 \cdot 10м/с ^2}$ =0,05м$
Ответ: 0,05 м.
$m v \cos альфа = ( m + M ) u$
где u — скорость доски с шариком сразу после удара. Отсюда находим:
$u= $\frac{m v \cos альфа}{( m + M )}$ = $\frac{0,2кг \cdot 10м/с \cdot \cos 60 в степени ( \circ )}{0,2кг + 0,8кг}$ =1м/с$
После удара доска с прилипшим к ней шариком начинает отклоняться на нити, как маятник. При этом выполняется закон сохранения энергии, вся кинетическая энергия, которой доска обладала в нижнем положении переходит в потенциальную энергию при максимальном отклонении:
$\frac{( m + M ) u ^2}{2} = ( m + M ) gh$
Отсюда находим искомую высоту подъема доски:
$h= $\frac{u ^2}{2g}$ = $\frac{( 1м/с ) ^2}{2 \cdot 10м/с ^2}$ =0,05м$
Ответ: 0,05 м.
Правильный ответ:
0,05 м
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 168236 • Задание №21
С высоты 120 м свободно падает без начальной скорости точечное тело. На некоторой высоте h потенциальная энерг...
ID 109001 • Задание №28
[рис.] По гладкой горизонтальной поверхности под действием силы $\vecF$ движутся одинаковые бруски, связанные ...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
III) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях.
ИЛИ
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла. | 0
Максимальный балл | 2
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
III) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях.
ИЛИ
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла. | 0
Максимальный балл | 2
🔗 Другие задания линии №22 по предмету Физика:
ID 107666
Подвешенный на нити грузик совершает гармонические колебания. В таблице представлены координаты...
ID 107667
Средняя плотность планеты Плюк равна средней плотности Земли, а радиус Плюка в два раза больше ...
ID 107669
[рис.] По гладкой горизонтальной плоскости по осям x и y движутся две шайбы с импульсами, равны...
ID 107670
Шайбе массой 100 г, находящейся на наклонной плоскости, сообщили скорость 4 м/с, направленную ...
ID 107671
Пуля массой 10 г, летящая со скоростью 200 м/с, пробивает доску толщиной 2 см и вылетает со ск...