Сборник задач по физике. Механика. Кривецков С.Е - 41 стр.

     По закону изменения энергии имеем:
                                    mv02
                                μmgS =   .
                                     2
     Из последнего соотношения получаем:
                                 mv02      v2
                              S=        = 0 .
                               2mgμ 2 gμ
     Подстановка исходных данных задачи дает ответ:
                                  4
                         S=               = 10 м.
                            2 ⋅ 10 ⋅ 0,02
                                                                  Ответ: 10 м.
    21p) Небольшой шар массой 1 кг падает без начальной скорости на рас-
положенную вертикально пружину, которая при ударе сжимается. Какова
максимальная деформация пружины, если ее жесткость равна 150 Н/м, а рас-
стояние от начального положения шара до верхней точки недеформирован-
ной пружины равно 0,1 м?
     Дано:                             Решение:
    m = 1 кг          Очевидно, что в задаче можно пренебречь силой со-
    k = 150 н/м противления воздуха. Тогда на шар при его падении
    h = 0,1 м       действует только сила тяжести, которая является
      x–?      консервативной. То есть, в рассматриваемой системе отсутст-
вуют неконсервативные силы, поэтому выполняется закон сохранения меха-
нической энергии:
                                    ΔE = 0 .
     Следовательно, E1 = E2 , где E1 – механическая энергия рассматриваемой
системы в начальный момент, E2 – механическая энергия системы в конеч-
ный момент. Расположение тел системы в начальном и конечном положени-
ях изображено на рисунках 1) и 2),                    m
соответственно.
     Там же обозначен выбранный                 h
нулевой уровень потенциальной Eп = 0
                                                                          x
энергии     Eп = 0 , который здесь                             m
удобно считать совпадающим с на-
чальным положением недеформи-
рованной пружины.                                1)              2)
     Механическая энергия систе-
мы тел в начальном состоянии определяется только потенциальной энергией
шара в поле тяжести Земли, т.к. пружина недеформирована. При таких усло-
виях E1 = mgh . В конечном состоянии пружина сжата, обладает потенциаль-


                                     41