Задачу разобьем на несколько частей (процессов) и начнем с последней.1. Движение бруска по шероховатой горизонтальной поверхности.Пусть υ2 — это скорость бруска сразу после удара. Пройденный путь s найдем, используя закон сохранения энергии. За нулевую высоту примем высоту поверхности, по которой движется брусок (рис. 1). Работа силы тренияA=ΔE=E−E0,где A=−Ftr⋅s,Ftr=μ⋅N=μ⋅M⋅g,E=0,E0=M⋅υ222. Тогда−μ⋅M⋅g⋅s=−M⋅υ222,s=υ222μ⋅g.(1) 2. Столкновение тела и бруска.Пусть υ — это скорость тела перед ударом, υ1 — скорость тела после удара. Так как удар упругий, то для нахождения скорости бруска υ2 воспользуемся законами сохранения энергии и импульса. За нулевую высоту примем высоту поверхности, на которой находится брусок, ось 0Х направим по направлению скорости υ (рис. 2). Запишем законы:m⋅υ22=m⋅υ212+M⋅υ222,m⋅υ→=m⋅υ→1+M⋅υ→2,m⋅υ2=m⋅υ21+M⋅υ22,m⋅υ=m⋅υ1x+M⋅υ2 (направление скорости υ1 мы не знаем). Решим систему двух последних уравнений:υ1x=υ−M⋅υ2m,m⋅υ2=m⋅(υ−M⋅υ2m)2+M⋅υ22,m⋅υ2=(m⋅υ2−2M⋅υ⋅υ2+M2⋅υ22m)+M⋅υ22,M2⋅υ22m+M⋅υ22=2M⋅υ⋅υ2,υ2⋅(Mm+1)=2υ,υ2=2m⋅υM+m.(2) 3. Движение тела на нити.Будем так же использовать закон сохранения энергии. За нулевую высоту примем нижнее положение тела (рис. 3). Внешних сил нет, поэтомуE=E0,m⋅g⋅h0=m⋅υ22,где h0 = BC = AC – AB = l⋅(1 – cos α) (см. рис. 3). Тогдаg⋅l⋅(1−cosα)=υ22,υ=2g⋅l⋅(1−cosα)−−−−−−−−−−−−−−√.(3) Подставим уравнение (3) в (2), а затем в уравнение (1). В итоге получаем:υ22=(2mM+m)2⋅2g⋅l⋅(1−cosα),s=(2mM+m)2⋅2g⋅l⋅(1−cosα)2μ⋅g=4m2⋅l⋅(1−cosα)μ⋅(M+m)2.
Вам надо четко понять закон Архимеда. Этот закон утверждает следующее: На тело, погруженное в жидкость (газ), со стороны этой жидкости (газа) действует выталкивающая сила, равная ВЕСУ ВЫТЕСНЕННОЙ этим телом воды (газа). Т.е., что имеется ввиду? Допустим в ведро с водой мы опустили тело объемом, например 1000 кубических см. Предположим, что это тело утонуло в воде. Мы увидим, что уровень воды в ведре несколько поднялся. Это указывает на то, что тело "вытеснило" часть воды. Причем вытеснило ровно столько, какой объем имеет само тело. "Вытеснило" означает, что там, где находится тело воды нет, т.е. тело выдавило воду из этого места в другие места. Поэтому уровень воды в ведре повысился. При этом на тело со стороны воды действует выталкивающая сила. Величина этой силы равна весу воды, которую вытеснило тело. Объем тела 1000, следовательно и объем вытесненной воды будет 1000. А масса этой воды равна произведению плотности воды на её объем. Плотность воды 1000 кг/м^3, объем вытесненной воды 1000 см^3 = 0,001 м^3. Таким образом масса вытесненной воды в нашем примере = 1000 кг/м^3 * 0,001 м^3 = 1 кг. Но выталкивающая сила равна ВЕСУ этой вытесненной воды. Хочу обратить внимание, что масса это не вес. Масса этой воды, что на Земле, что на Луне будет одной и той же 1 кг. А вот вес будет разным. Дело в том, что вес равен произведению массы на ускорение свободного падения Т.е. Вес = m*g. Таким образом вес 1 кг воды на Земле будет 1 * 10 = 10 Ньютонов. На Луне ускорение свободного падения в 6 раз меньше, чем на Земле. Следовательно и вес 1 кг воды будет в 6 раз меньше, чем на Земле. Все приведенные рассуждения и конкретные числа приведены лишь для пояснения сути вопроса. Поэтому в Вашей задаче нет ни каких 1000 см. Я их взял лишь для примера, для пояснения закона Архимеда. Но последний вывод, что вес вытесненной воды на Луне будет в 6 раз меньше, чем на Земле имеет непосредственное отношение к Вашей задаче. Именно из-за того, что на Луне ускорение свободного падения в 6 раз меньше, чем на Земле, камень будет весить в 6 раз меньше. Погруженный в воду он вытеснит воды ровно столько же, сколько он вытеснит её и находясь на Земле. Но вес этой вытесненной воды на Луне будет в 6 раз меньше, чем на Земле.. Следовательно, и выталкивающая сила на камень будет в 6 раз меньше, чем на Земле. И если на Земле этот камень утонул в воде, то и на Луне он утонет.
1 Н
15 Н
600 Н
Объяснение:
Сила тяжести Fтяж=m*g
m- масса тела
g- ускорение свободного падения
g равно 9,81, но обычно округляют до 10 (м/с^2)
Fтяж1=0,1*10=1 (Н)
Fтяж2=1,5*10=15 (Н)
Fтяж3=600 (Н)