Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

  Все выпуски  

RFpro.ru: Консультации по физике


Хостинг портала RFpro.ru:
Московский хостер
Профессиональный ХОСТИНГ на базе Linux x64 и Windows x64

РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты по данной тематике

Mr. Andy
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 19359
∙ повысить рейтинг »
Асмик Гаряка
Статус: Академик
Рейтинг: 10354
∙ повысить рейтинг »
Киселев Виталий Сергеевич aka vitalkise
Статус: Академик
Рейтинг: 5747
∙ повысить рейтинг »

/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные и естественные науки / Физика

Номер выпуска:1424
Дата выхода:21.04.2012, 07:30
Администратор рассылки:Roman Chaplinsky / Химик CH (Модератор)
Подписчиков / экспертов:72 / 83
Вопросов / ответов:7 / 10

Консультация # 185840: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: Наклонная плоскость массой M и основанием длиной L расположена на скользкой горизонтальной поверхности. Деревянный брусок массой m расположен на верхушке наклонной плоскости. В момент когда деревянный брусок соскользит с верхушки наклонной плоскости до её основания, на какое расстояние от...


Консультация # 185841: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Большая и маленькая лодка массой m1=2.0*1000 kg и m2=0.5*1000 kg, плывут вдоль прямой в одном направлении. В момент когда лодки приблизились, с большой лодки на маленькую было сброшено тело массой m3=100 kg. В результате, маленькая лодка остановилась, скорость б...
Консультация # 185844: Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: Пуля массой m и горизонтальной скоростью v0 попадает в прикреплённый к стене неподвижный деревянный брусок массой M. В момент попадания пули брусок не отскакивает. Найти импульс стены на брусок I=? Консультация # 185846: Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос: Однородная тонкая палка массой m и длиной L вращается вдоль скользкой горизонтальной оси O. В момент начала движения угол меджу палкой и вертикальным направлением равен θ, и палкуа начинает двигаться из состояния покоя. Найти угловое ускорение палки w в момент когда палка достигн...
Консультация # 185847: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: На скользкой поверности два тела массой m1 и m2 под воздействием постоянной горизонтальной силы вместе продвинулись вперёд на расстояние S. Найти работу m2 к m1. ...
Консультация # 185853: Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос: Однородный тонкий стержень длиной L вращается вокруг гладкой горизонтальной оси O. В момент начала движения стержень находится в горизонтальном положении, и стержень начинает двигаться из состояния покоя. Найти угловое ускорение стержня в момент, когда он находился в горизонтальном поло...
Консультация # 185854: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Деревянный брусок А массой m=1 kg прижат к стене силой F=40N, направлением под углом θ=30°. Найти силу трения Fμ=? Найти направление. (коэфицент трения между деревянным бруском и стеной равен μ0=0.5) В задании написано "найти направление&...

Консультация # 185840:

Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:

Наклонная плоскость массой M и основанием длиной L расположена на скользкой горизонтальной поверхности.
Деревянный брусок массой m расположен на верхушке наклонной плоскости.
В момент когда деревянный брусок соскользит с верхушки наклонной плоскости до её основания, на какое расстояние отодвинется назад наклонная плоскость?

Дата отправки: 17.04.2012, 08:34
Вопрос задал: Arman Muratuly (Посетитель)
Всего ответов: 2
Страница онлайн-консультации »


Консультирует vanger (Профессионал):

Здравствуйте, Arman Muratuly!

Пусть брусок скользит вправо, а наклонная плоскость, соответственно, влево.

Пусть начало координат совпадает с левым краем наклонной плоскости, а положительное направление оси - в сторону, куда движется брусок. И пусть центр масс наклонной плоскости имеет координату X0.

Т.к. на систему в горизонтальном направлении не действуют внешние силы, центр масс системы в горизонтальном направлении неподвижен. Т.е.
,
где и - смещения бруска и наклонной плоскости, соответственно. Смещение наклонной плоскости взято с отрицательным знаком, т.к. ясно, что она будет двигаться в противоположную бруску сторону - т.е. в отрицательном направлении на оси координат.

В момент, когда брусок соскользнул
.
Подставляя это в предыдущее уравнение, находим искомое смещение:
.

Консультировал: vanger (Профессионал)
Дата отправки: 17.04.2012, 08:55

5
Четко и ясно.
Спасибо.

-----
Дата оценки: 18.04.2012, 15:40

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!


Консультирует Mr. Andy (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, Arman Muratuly!

Введём декартову прямоугольную систему координат, поместив начало координат в вершине прямого угла наклонной плоскости, рассматриваемой как подвижный клин. Ось абсцисс направим в направлении вершины острого угла клина вдоль стороны с длиной . В начальный момент времени проекция центра масс наклонной плоскости на эту ось равна , а проекция центра масс бруска на эту ось равна нулю. Соответственно, для проекции центра масс системы "брусок - наклонная плоскость" получаем



Согласно закону сохранения импульса, положение центра масс системы после того, как брусок скатится к основанию наклонной плоскости, останется тем же. Поскольку вдоль оси абсц исс брусок переместился на расстояние а наклонная плоскость на расстояние то выполняется соотношение

откуда находим




Ответ: на расстояние

С уважением.

Консультировал: Mr. Andy (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 17.04.2012, 10:08

5
Очень подробно.
Спасибо.

-----
Дата оценки: 18.04.2012, 15:41

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультация # 185841:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:

Большая и маленькая лодка массой m1=2.0*1000 kg и m2=0.5*1000 kg, плывут вдоль прямой в одном направлении.
В момент когда лодки приблизились, с большой лодки на маленькую было сброшено тело массой m3=100 kg.
В результате, маленькая лодка остановилась, скорость большой изменилось до v1=2.0 m/s, направление осталось прежним.
Изначальная скорость маленькой лодки была v20=1.2 m/s.
Если не учитывать силу сопротивления воды, найти изначальную скорость большой лодки.

Дата отправки: 17.04.2012, 09:14
Вопрос задал: Arman Muratuly (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »


Консультирует vanger (Профессионал):

Здравствуйте, Arman Muratuly!

Снова воспользуемся законом сохранения импульса: суммарный импульс системы не меняется, т.е.
.

Откуда выражаем искомую начальную скорость первой лодки:
м/c.

Консультировал: vanger (Профессионал)
Дата отправки: 17.04.2012, 11:05

5
спасибо
-----
Дата оценки: 18.04.2012, 16:47

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультация # 185844:

Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:

Пуля массой m и горизонтальной скоростью v0 попадает в прикреплённый к стене неподвижный деревянный брусок массой M.
В момент попадания пули брусок не отскакивает.
Найти импульс стены на брусок I=?

Дата отправки: 17.04.2012, 14:53
Вопрос задал: Arman Muratuly (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »


Консультирует Жарков Владимир (4-й класс):

Здравствуйте, Arman Muratuly!
Задача поставлена не совсем корректно – не указано: не указано – упругое столкновение пули и бруска или неупругое. Т.к. не указана скорость пули после столкновения – считаем столкновение пули и бруска неупругим, т.е. пуля застревает в бруске (но тогда лишние данные масса бруска). Т.к. брусок остаётся неподвижным, то весь импульс пули переходит стенке.
Согласно закона сохранения импульса:
I = mv0. (1)

Консультировал: Жарков Владимир (4-й класс)
Дата отправки: 17.04.2012, 17:02

5
Очень профессионально, ещё и помогли с переводом.
Спасибо.

-----
Дата оценки: 18.04.2012, 13:48

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультация # 185846:

Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:

Однородная тонкая палка массой m и длиной L вращается вдоль скользкой горизонтальной оси O.
В момент начала движения угол меджу палкой и вертикальным направлением равен θ, и палкуа начинает двигаться из состояния покоя.
Найти угловое ускорение палки w в момент когда палка достигнет вертикального положения.

Постарался нарисовать рисунок, незнаю правильно или нет:



Дата отправки: 17.04.2012, 16:41
Вопрос задал: Arman Muratuly (Посетитель)
Всего ответов: 2
Страница онлайн-консультации »


Консультирует vanger (Профессионал):

Здравствуйте, Arman Muratuly!

Кинетическая энергия стержня есть
,
где - момент инерции стержня, относительно горизонтальной оси, проходящей через точку подвеса перпендикулярно плоскости движения,
- угол отклонения стержня относительно вертикальной оси, а - производная по времени, т.е., угловая скорость.

Потенциальная энергия:
.

Полная энергия сохраняется:
.
Продифференцируем по . Получим
.
- искомое угловое ускорение. Когда палка вертикальна , а потому и угловое ускорение равно нулю. До чего, впрочем, и без расчётов можно было догадаться - в вертикальном положении все силы, действующие на палку, вертикальны.

PS.
Вы могли неправильно перевести: возможно, требовалось найти не ускорение, а скорость - w обычно обозначают угловую скорость. В этом случае сразу пользуемся сохранением энергии:
.
Откуда
.

Консультировал: vanger (Профессионал)
Дата отправки: 17.04.2012, 22:00

5
спасибо за поправку в переводе с китайского.
а как вы cos в sin переделали?

-----
Дата оценки: 18.04.2012, 18:42

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!


Консультирует Mr. Andy (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, Arman Muratuly!

Отредактируем условие задачи, приведя его в соответствие с общепринятой терминологией и обозначениями:

Однородный тонкий стержень массой и длиной вращается вокруг гладкой горизонтальной оси . В момент начала движения угол между стержнем и вертикальным направлением равен , и стержень начинает двигаться из состояния покоя. Найти угловое ускорение стержня в момент, когда он достигнет вертикального положения.

Выполним рисунок, на котором изобразим стержень в некоторый момент его движения из начального положения, определяемого углом в конечное, о пределяемое углом .



Однородный стержень вращается вокруг неподвижной оси. На него действуют внешние силы: сила тяжести, приложенная к центру масс и направленная вертикально вниз, и сила реакции оси, направленная вдоль стержня к оси. Вращающий момент создаёт только сила тяжести. Сила реакции оси не создаёт вращающий момент, потому что её линия действия проходит через ось вращения.

Основное уравнение динамики вращательного движения имеет вид

где - момент инерции стержня относительно оси вращения, - момент силы тяжести,

При вращении стержня направление вектора непрерывно изменяется. Значит, изменяются и момент силы тяжести, и угловое ускорение в зависимости от угла

В рассматриваемом положении вектор образует с направлением силы тяжести угол Следовательно,

и вектор направлен вдоль оси вращения "на нас".

Записывая уравнение (1) в скалярном виде, получим



откуда видно, что угловое ускорение является функцией угла ; при получается

Ответ:

В принципе можно было дать указанный ответ быстрее, учитывая, что при вертикальном положении стержня сила тяжести не создаёт момента относительно оси вращения (векторы и образуют развёрнутый угол, синус которого равен нулю).

С уважением.

Консультировал: Mr. Andy (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 17.04.2012, 22:41

5
Спасибо за рисунок.
-----
Дата оценки: 18.04.2012, 18:38

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультация # 185847:

Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:

На скользкой поверности два тела массой m1 и m2 под воздействием постоянной горизонтальной силы вместе продвинулись вперёд на расстояние S.
Найти работу m2 к m1.

Дата отправки: 17.04.2012, 17:09
Вопрос задал: Arman Muratuly (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »


Консультирует vanger (Профессионал):

Здравствуйте, Arman Muratuly!

Как я понял задачу.
Есть два тела: 1 и 2, расположенные на плоскости. Пусть 1 слева от 2. На 1 начинает действовать сила, направленная слева направо. И надо найти работу, совершённую вторым телом над первым.

Т.к. тела движутся как единое целое, их общее ускорение есть
.

С другой стороны, второе тело движется под действием первого, а потому, первое действует на второе с силой
.

Что по третьему закону Ньютона, есть взятая с обратным знаком сила, с которой второе действует на первое:
.

А потому искомая работа есть
.

Консультировал: vanger (Профессионал)
Дата отправки: 17.04.2012, 21:43

5
Очень понятно.
Спасибо.

-----
Дата оценки: 18.04.2012, 16:08

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультация # 185853:

Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:

Однородный тонкий стержень длиной L вращается вокруг гладкой горизонтальной оси O. В момент начала движения стержень находится в горизонтальном положении, и стержень начинает двигаться из состояния покоя.
Найти угловое ускорение стержня в момент, когда он находился в горизонтальном положении, β=?
Найти угловую скорость стержня в момент, когда он достигнет угла θ, ω=?

Нарисовать рисунок.

Дата отправки: 18.04.2012, 06:31
Вопрос задал: Arman Muratuly (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »


Консультирует vanger (Профессионал):

Здравствуйте, Arman Muratuly!

В принципе, всё нужное для решения было сказано в предыдущей задаче. И рисунок вы нарисовали хороший. Итак.
Сумма кинетической и потенциальной энергий постоянна:
.
.

Откуда искомая угловая скорость
.

Угловое ускорение получим, продифференцировав по времени выражение для квадрата угловой скорости:

Откуда
.

Нас интересует ускорение в начальный момент, когда стержень горизонтален, т.е. :
.

Заметим, что угловое ускорение отрицательно, как и должно быть - угол уменьшается, и скорость его уменьшения(угловая скорость) растёт.

Консультировал: vanger (Профессионал)
Дата отправки: 18.04.2012, 07:00

5
нет комментария
-----
Дата оценки: 19.04.2012, 04:20

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультация # 185854:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:

Деревянный брусок А массой m=1kg прижат к стене силой F=40N, направлением под углом θ=30°.
Найти силу трения Fμ=? Найти направление. (коэфицент трения между деревянным бруском и стеной равен μ0=0.5)

В задании написано "найти направление", наверно направление силы трения...

Дата отправки: 18.04.2012, 07:04
Вопрос задал: Arman Muratuly (Посетитель)
Всего ответов: 2
Страница онлайн-консультации »


Консультирует Roman Chaplinsky / Химик CH (Модератор):

Здравствуйте, Arman Muratuly!
Для полноценного описания движения бруска нам не хватает данных о направлении параллельной стене составляющей прижимающей силы.
Впрочем, кое-что рассчитать можно.

Сила реакции опоры компенсирует перпендикулярную стене составляющую приложенной силы
FN=F·sinθ=40Н·sin30°=20 Н
максимальное значение силы трения Fμmax=μFN=10 Н

теперь рассмотрим параллельные стене силы:
параллельная стене составляющая приложенной силы Fпар=F·cosθ=40Н·cos30°=34,6 Н
Сила тяжести Fg=mg=9,8 Н
Как бы не соотносились направления этих сил, их равнодействующая (может принимать значения от 24,8 до 44,4 Н) всегда будет больше максимального значения силы трения и брусок будет скользить.
Следовательно, сила трения скольжения Fμ=Fμmax=10 Н и направлена она против направления скольжения (его по имеющимся данным установить не представляется возможным)

Консультировал: Roman Chaplinsky / Химик CH (Модератор)
Дата отправки: 18.04.2012, 10:26

4
нет комментария
-----
Дата оценки: 18.04.2012, 17:40

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!


Консультирует Mr. Andy (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, Arman Muratuly!

Предположим, что угол заключён между нормалью к поверхности контакта бруска и стены и линией действия силы . Рассмотрим два случая, показанные на рисунках ниже.



Разложим силу на горизонтальную и вертикальную составляющие. По абсолютной величине



В случае, показанном на верхнем рисунке, брусо к стремится переместиться вниз под действием силы тяжести и силы Сила трения стремится противодействовать этому перемещению. В результате брусок перемещается вниз под действием силы

В случае, показанном на нижнем рисунке, причём поэтому результирующая сил и стремится переместить брусок вверх. Этому перемещению стремится противодействовать сила трения, которая будет направлена вниз, причём по абсолютной величине сила трения будет равна результирующей сил и т. е. В результате брусок будет находиться в равновесии.

Итак, в случае, показанном на верхнем рисунке, а в случае, показанном на нижнем рисунке, Направления силы трения показаны на рисунках.

С уважением.

Консультировал: Mr. Andy (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 18.04.2012, 10:34

5
Думаю всё таки второй рисунок, для первого рисунка наверно было бы -30°.
Спасибо, очень подробно и с картинкой.

-----
Дата оценки: 18.04.2012, 17:38

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!


Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка  |  восстановить логин/пароль

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!



В избранное