Составители:
Рубрика:
При этом коэффициент жесткости пружины можно определить из закона
Гука
F = kx,
где F - величина внешней силы. Отсюда получаем
k = F/x = F
1
/ x
1.
( 2 )
Учитывая выражения (1) и (2), получаем
E
n
=
Fx
12
2
1
2x
.
Подставляя численные значения силы и удлинений, находим
E
n
=
300
2
10
210
75
2
2
−
−
⋅
=
Дж.
Пример 5. Стержень длиной 1,5 м и массой 10 кг может вращаться
вокруг неподвижной оси, проходящей через верхний конец стержня (рис.4).
В нижний конец стержня ударяет пуля массой 10 г, летящая в
горизонтальном направлении со скоростью 500 м с, и застревает в стержне.
На какой угол отклонится стержень после удара?
Дано:
Стержень
l = 1,5 м
M = 10 кг
m = 10 г = 10
.
10
-3
кг
v
0
= 500 м/с
_______________
ϕ-?
Решение. Удар пули следует рассматривать как неупругий: после удара
и застрявшая пуля, и точки стержня вблизи неё будут двигаться с
одинаковыми скоростями.
Рассмотрим подробнее явления, происходящие при ударе. Сначала пуля,
ударившись о стержень, за ничтожно малый промежуток времени приводит
его в движение с угловой скоростью
ω и сообщает ему кинетическую
энергию
T= I
ω
2
/2, ( 1 )
где I - момент инерции стержня относительно оси вращения.
Затем стержень поворачивается на искомый угол
ϕ, причем центр
масс его поднимается на высоту h = (l/2)(1 - cos
ϕ).
В отклоненном положении стержень будет обладать потенциальной
энергией
E
ï
= Mg ( l/2 )(1-cosϕ) . ( 2 )
21
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- …
- следующая ›
- последняя »
