Кіт масою 3 кг, полюючи на птахів, зістрибує з другого поверху, розташованого на висоті 4,5 м від поверхні землі. визначте швидкість кота в момент приземлення.
Дано m₁ =9=9*10⁻³ - масса пули M = 81=81*10⁻³ - масса груза маятника α =60° - максимальный угол отклонения. l - 40 см=0,4 м - длина подвеса. Найти v₁ - начальную скорость пули.
Ладно выполним рисунок и приведем общие соображения. До столкновения пули с грузом общий импульс системы равен импульсу пули. (1) После столкновения груз начинает движение вместе с пулей со скорстью v₂ и импульс системы будет равен: (2) Далее груз начнет отклоняться на нити, при этом он будет подниматься. Отклоняться он будет до тех пор, пока вся кинетическая энергия груза и пули не перейдет в их потенциальную энергию. (3) Выразим высоту подъема h через длину нити l и угол отклонения α получим. (4)
Теперь, используя закон сохранения импульса выразим из (1) и (2) скорость v₁: (5)
Из (3) (4) выразим v₂ через угол отклонения и длину нити. (6) Подставим в (5) выражение для скорости v₂ (6).
(7) Ну что ж нужная формула получена. Подставим туда числа, какие есть. м/с
Т.е. зная длину подвеса, можно по углу отклонения рассчитать начальную скорость. У нас в лабараторке мы вообще напрямую замеряли высоту подъема. ответ: v₁≈19,8 м|c.
Объяснение:
m=3 кг
h = 4,5 м
V=?
Кинетическая энергия кота на балконе Ек1= 0
Найдем потенциальную энергию кота перед прыжком (относительно земли)
Eп1 = m*g*h = 3*10*4.5 = 135 Джоулей
В момент приземления кота его потенциальная энергия Еп2= 0 , а кинетическая имеет максимальное значение Ек2
по закону сохранения энергии
Ек1+Еп1 = Ек2+Еп2
0+135 Дж = Ек2+0
Ек2 = m*V^2 / 2
V=√(Ек2*2 / m) = √(135*2 / 3) = =9.5 м/с