Электризация трением известна уже не одно столетие, но это явление до сих пор полностью не объяснено. Общепризнано, что трение нужно только для обеспечения более тесного контакта поверхностей. Так как энергия связи электронов с телом у разных веществ различна, то они переходят с одного тела на другое, что и составляет суть явления электризации. На практике электризация, как правило, вредна. На текстильных фабриках нити пряжи электризуются трением, притягиваются к веретёнам и рвутся, притягивают пыль и загрязняются, поэтому с электризацией там приходится бороться. При разматывании больших рулонов бумаги в типографиях они также заряжаются, и может возникнуть разряд, поэтому рабочие вынуждены носить изолирующие резиновые перчатки. В сухую погоду при трении автомобильных шин об асфальт накапливаются значительные заряды, и может проскочить искра. На автоцистернах для горючего это может вызвать пожар или взрыв, поэтому они снабжены цепью, по которой заряд передаётся Земле. Электризация тел практически используется в электрокопировальных аппаратах (типа "Ксерокс").
M = 1 кг
h = 30 см = 0,30 м
m = 1 г = 0,001 кг
v = 600 м/с
V₁ - ?
Решение:
1)
Потенциальная энергия шара в начальной точке:
Eп = M*g*h (1)
Кинетическая энергия шара в момент прохождения положения равновесия:
Eк = M*V²/2 (2)
По закону сохранения энергии приравняем (2) и (1)
M*V²/2 = M*g*h
Отсюда скорость шара в момент попадания пули:
V = √ (2*g*h) = √ (2*10*0,30) ≈ 2,45 м/с
2)
Импульс шара до встречи с пулей
p₁ = M*V = 1*2,45 = 2,45 кг*м/с
Импульс летящей пули:
p₂ = - m*v = - 0,001*600 = - 0,60 кг*м/с (импульс отрицательный, поскольку пуля летит навстречу шару)
Импульс после взаимодействия:
p₃ = (M+m)*V₁ = 1,001*V₁
3)
По закону сохранения импульса:
p₁+p₂=p₃
2,45-0,60 = 1,001*V₁
1,85 = 1,001*V₁
Отсюда:
V₁ = 1,85/1,001 ≈ 1,848 ≈ 1,85 м/с
ответ: 1,85 м/с