Вниз по шероховатой наклонной плоскости равнозамед...

Tạo vào: 16 tháng 9, 2026

Trả lời bằng GPT-5.6 Thinking bởi Chat01

Câu hỏi

Вниз по шероховатой наклонной плоскости равнозамедленно движется брусок. В некоторый момент на брусок падает движущийся по вертикали пластилиновый шарик и прилипает к нему, а брусок останавливается. Движение шарика до соударения – свободное падение с нулевой начальной скоростью, перемещение шарика от старта до падения на брусок h=0,8 "м". Массы бруска и шарика одинаковы. Наклонная плоскость составляет с горизонтом угол alpha такой, что sinalpha=0,19. Скорость шарика перед слипанием в четыре раз больше скорости бруска.
Найдите коэффициент mu трения скольжения бруска по наклонной плоскости. Быстрые процессы торможения бруска и деформации пластилина заканчиваются одновременно. В этих процессах действие сил тяжести считайте пренебрежимо малым.

Suy nghĩ

Resolving collision details

I’m identifying the key mechanics: the falling height determines the ball’s impact speed, while the block’s incoming speed is inferred from the sticking collision. The incline acceleration and friction coefficient may be unnecessary unless additional timing or distance data are provided.

Resolved collision details

Worked for 15s

Trả lời

Рассмотрим короткий промежуток соударения и торможения. Силами тяжести в это время по условию пренебрегаем.

Пусть масса каждого тела равна mm, скорость бруска перед ударом — uu, а скорость шарика — vv. По условию

v=4u.v=4u.

Разложим импульс шарика на составляющие вдоль наклонной плоскости и перпендикулярно ей.

До удара суммарный импульс системы «брусок + шарик» вдоль плоскости, вниз по наклонной:

p=mu+mvsinα.p_\parallel=mu+mv\sin\alpha.

После быстрого процесса система остановилась, поэтому этот импульс должен быть погашен импульсом силы трения:

Jтр=m(u+vsinα).J_{\text{тр}}=m(u+v\sin\alpha).

Перпендикулярно плоскости брусок импульса не имеет, а шарик имеет составляющую mvcosαmv\cos\alpha, направленную к плоскости. Она гасится импульсом нормальной реакции:

JN=mvcosα.J_N=mv\cos\alpha.

Пока происходит скольжение,

Fтр=μN,F_{\text{тр}}=\mu N,

а значит и для импульсов за один и тот же промежуток времени

Jтр=μJN.J_{\text{тр}}=\mu J_N.

Следовательно,

μ=u+vsinαvcosα.\mu=\frac{u+v\sin\alpha}{v\cos\alpha}.

Подставляем v=4uv=4u:

μ=1+4sinα4cosα.\mu=\frac{1+4\sin\alpha}{4\cos\alpha}.

При sinα=0.19\sin\alpha=0.19

cosα=10.1920.9818,\cos\alpha=\sqrt{1-0.19^2}\approx0.9818,

поэтому

μ=1+40.1940.9818=1.763.9270.448.\mu= \frac{1+4\cdot0.19}{4\cdot0.9818} = \frac{1.76}{3.927} \approx0.448. μ0.45\boxed{\mu\approx0.45}

Высота падения h=0.8мh=0.8\,\text{м} для нахождения μ\mu в итоге не требуется: она позволила бы вычислить абсолютную скорость шарика v=2ghv=\sqrt{2gh}, но эта скорость сокращается благодаря условию v=4uv=4u.

Chia sẻ Q&A này