1658
1
Попалась ко мне очень интересная задачка. Нашёл 3 способа решений и 3 разных ответа. Господа физики, какой из ответов правильный.
Задача: ехала тележка массой m1=50кг со скоростью v1=2м/с. На тележку телепортировался(материализовался, упал с пренебрежительной малой высоты и т.п.) мешок с песком массой m2=50кг.
Вопрос: чему стала равна скорость тележки с песком v2=?
Задача: ехала тележка массой m1=50кг со скоростью v1=2м/с. На тележку телепортировался(материализовался, упал с пренебрежительной малой высоты и т.п.) мешок с песком массой m2=50кг.
Вопрос: чему стала равна скорость тележки с песком v2=?
Решение 1. Закон сохранения импульса
Согласно закону сохранения импульса m1*v1=m3*v2 (m3- общая масса. у нас m3=m1+m2)
Отсюда v2=m1*v1/m3 v2=(50кг*2м/с)/100кг v2=1м/с
Ответ1: v2=1м/с
Решение 2. Закон сохранения энергии
Согласно закону сохранения энергии m1*v1квадрат/2=m3*v2квадрат/2
Отсюда: m1*v1квадрат/m3=v2квадрат
(50кг*4м/с)/100кг=v2квадрат v2=корень из 2м/с
Ответ2: v2=корень из 2м/с
Решение 3. Первый закон Ньютона
"Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальные точки, когда на них не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находятся в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения."
Сила равна масса умножить на ускорение F=ma
Так как у нашего материализовавшегося песка ускорения нету, то нету и силы.
Отсюда следует, что к тележке сила приложена не была, а значит и скорость должна была остаться прежней.
Ответ3: v2=2м/с
Согласно закону сохранения импульса m1*v1=m3*v2 (m3- общая масса. у нас m3=m1+m2)
Отсюда v2=m1*v1/m3 v2=(50кг*2м/с)/100кг v2=1м/с
Ответ1: v2=1м/с
Решение 2. Закон сохранения энергии
Согласно закону сохранения энергии m1*v1квадрат/2=m3*v2квадрат/2
Отсюда: m1*v1квадрат/m3=v2квадрат
(50кг*4м/с)/100кг=v2квадрат v2=корень из 2м/с
Ответ2: v2=корень из 2м/с
Решение 3. Первый закон Ньютона
"Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальные точки, когда на них не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находятся в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения."
Сила равна масса умножить на ускорение F=ma
Так как у нашего материализовавшегося песка ускорения нету, то нету и силы.
Отсюда следует, что к тележке сила приложена не была, а значит и скорость должна была остаться прежней.
Ответ3: v2=2м/с
Источник:
Ссылки по теме:
- А Вы знаете, что...
- Самые узкие дома в мире
- ОТЧЕГО ПОГИБ СВЯТОГОР-БОГАТЫРЬ?
- Природная подкова в Аризоне
- Интересная этимологическая карта Европы
реклама
2) Не учтена работа тележки по изменению кинетической энергии мешка с песком.
3) Тележка прикладывала силу к упавшему на неё мешку (разгоняя его, пускай даже мгновенно) т.е. вывод не верен. На тележку действовала такая же сила с которой тележка действовала на груз разгоняя его (сила одинаковая по величине, но противоположная по направлению)
1) реальная ли это тележка или "сферическая в вакууме"
если реальная:
а) на тележку действуют силы:
- тяжести
- трения
- сопротивления воздуха
у тележки есть потенциальная и кинетическая энергии
у мешка, даже если он упал с оооооочень маленькой высоты они тоже есть.
в задачи ничего этого не учтено.
условия задачи не полные, формулы используются не верные. так мог бы решать школьник в 5ом классе.
Пострадала голова автора...
Абсолютно неупругое столкновение - столкновение двух тел, в результате которого они соединяются вместе и двигаются дальше как единое целое.
Итак, скорость будет равна (m1v1 + m2v2) / (m1 + m2) = (50 * 2 + 50 * 0) / (50 + 50) = 100 / 100 = 1.
Верен первый ответ.
Кстати, решение №3 это вообще безграмотный бред.
Здесь действует 2ой закон Ньютона. В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна векторной сумме всех сил, действующих на эту точку
{F=m (v12/2) и F =(m+M)(v22/2)} – векторная сумма сил,где М-масса груза, m -масса тележки, v1-скорость тележки в начальный момент времени, v2-скорость тележки в конечный момент времени
Отсюда m (v12/2) =(m+M)(v22/2)
m (v12) =(m+M)(v22)
v2=корень( m (v12) /(m+M))=корень(50*22 / (50+50))= корень(2) м/сек
Физику надо в школе учить=)
А ежели это космическая тележка? В космосе ведь нет точек опоры. Да и лобового сопротивления в космосе нету. Давайте будем это считать как замкнутую систему, иначе тут вообще никакие законы сохранения не действуют.
"Здесь действует 2ой закон Ньютона. В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна векторной сумме всех сил, действующих на эту точку"
Второй закон Ньютона гласит, что сумма всех сил, приложенных к телу равна произведению массы тела на ускорение. Тележка движется равномерно, а значит и ускорения нету=> нету силы. Так же вопрос откуда вы взяли сумму векторов? Мешок с песком материализовался на тележке, а значит и вектора не имеет.
P.S. или я чего-то всё же недопонимаю?