На горизонтальном столе находится тележка. Поверхность тележки шероховатая, на ней находится брусок, приделанный к тележке легкой упругой пружиной. Масса бруска в три раза меньше массы тележки. Брусок оттягивают влево так, что удлинение пружины равно $%x$%, а тележка прижата к упору. Затем брусок отпускают. Потом даны запутанные данные(по этой же задаче),из которых я точно правильно всё нужное вывел:$%\mu mg=2/3kx$% и $%mg=2kx$%, $%\mu=1/3$% - вот такие дополнительные уравнения в помощь . Найти: 1)Деформацию пружины, в момент , когда тележка отъедет от упора(в момент отрыва). 2)Скорость бруска в момент отрыва. 3)Скорость телеги, в момент, когда брусок прекратит движение. Пояснение:Стол, на котором стоит тележка, переходит в упор, к которому тележка прижата, пружина оттянута К упору и брусок движется ОТ упора.Сопротивлением колес телеги пренебречь. Здесь мне не понятно главным образом вот что: когда сила пружины тащит брусок, из-за какой силы тележка должна тронуться? ( Моя версия, что брусок, посредством взаимодействия с шероховатой поверхностью телеги, передает ей импульс, равный произведению силы трения бруска на время её действия) Т.е. в таком случае тележка тронется СРАЗУ (т.к. сопр. колес пренебрежимо) и в этот момент деформация пружины $%x$%, скорость бруска 0. Далее можно ли применить закон сохранения энергии на всё время взаимодействия системы?(т.е. уменьшение потенциальной энергии упругости пойдет на кинетическую энергию всей системы) (просто есть мысль насчет вот чего: т.к. сила тяги пружины $%kx$%, а максимальная сила трения равна $%2/3kx$%, то брус будет двигаться с ускорением до тех пор, пока растяжение пружины не уменьшится до $%2/3kx$%, а далее силы сравняются, но брус обладает в этот момент скоростью и по инерции продвинется дальше, преодолевая часть силы трения за счет еще большего уменьшения растяжения пружины- но ведь не всю силу трения, а ЧАСТЬ, это меня и смущает) Что нужно дополнить до полной правильности моих рассуждений, подскажите ) задан 1 Фев '14 21:15 Dragon65 |
отвечен 7 Фев '14 21:21 zolton Большое спасибо, теперь понял чего я не учел.
(8 Фев '14 12:17)
Dragon65
Смотрите, сила трения и силы упругости же могут изменяться, а $%N+µmg=kx$% это только в начальный момент. почему $%x=µmg/k$% будет расстоянием,на которое растянется пружина к моменту отрыва тележки?Моя версия: по мере уменьшения силы упругости, уменьшается и $%N$%, поэтому?
(12 Фев '14 16:38)
Dragon65
Разумеется, в приведенном уравнении $%x$% и $%N$% меняются со временем. Я обозначил начальное растяжение пружины, как $%x_0$%. В начальный момент времени $%Nmax + µmg = kx_0$%. После того, как брусок отпустили, он начнет двигаться и, соответственно, будет уменьшаться растяжение пружины $%x$% и сила упругости $%Fупр = kx$%. Из уравнения движения следует, что при этом будет уменьшаться сила реакции упора $%N$%. В момент, когда тележка начнет двигаться, $%N$% станет равной нулю. Растяжение пружины в этот момент времени $%x = µmg/k$%.
(12 Фев '14 17:08)
zolton
А теперь, если Вам кажется, что Вы все поняли, ответьте, пожалуйста, на вопрос: а что будет, если $%µmg > kx_0$%? :)
(12 Фев '14 17:34)
zolton
Верно. Зачет!
(12 Фев '14 21:33)
zolton
Спасибо :)
(13 Фев '14 14:51)
Dragon65
|
Почему в начальный момент времени энергия не тратится на скорость тележки? Ведь из вашего уравнения динамики в момент отрыва следует, что ускорения тележки нет, значит, есть максимальная скорость. Но скорости тележки тоже нет! Почему движение тележки нигде, кроме импульсов, не учитывется? отвечен 28 Мар '14 21:56 Suslik |
Неужели никто не поможет?)