На столе лежат часы с цепочкой. Какую среднюю мощность надо развить, что бы за время t оторвать часы от стола, держась за свободный конец цепочки, если длина цепочки l, масса цепочки m, масса самих часов M и их диаметр D.

Так решил автор задачи:

Работа будет минимальна тогда, когда вытянув цепочку вертикально во всю ее длину, расположим часы перпендикулярно столу, еще не оторвав их от него.

Разделают работу на A1- работа по поднятию цепочки, A2- работа по поднятию часов.

A1: цепочку нельзя рассматривать как материальную точку:

A1 = mg(l/2 + D); (Почему + D ? Поднимают цепочку и рассматривают центр тяжести цепочки, а не центр тяжести цепочки и часов. Если поднять цепочку на высоту l + D, поднимутся и часы. Можно разбить эту работу на поднятие цепочки на l/2, потом поднятие часов, а потом на поднятие цепочки еще на D, но поднимают за цепочку все время, до часов дотрагиваться нельзя!)

A2: часы тоже не рассматривают как материальную точку, поэтому A2 = Mg(D/2).

Суммарная работа: A = A1 + A2;

Nсредняя = A/t; (Почему она средняя? Даже не оторвали часы от стола.)

задан 21 Дек '16 17:49

изменен 21 Дек '16 18:21

10|600 символов нужно символов осталось
0

1) Средняя за время t мощность по определению равна работе, совершенной за это время. 2) Часы хоть и не оторвали, но подняли до точки отрыва, поэтому правильным ответом будет строгое неравенство, утверждающее что при N>A/t часы отрываются. 3) Неважно на что затрачивалась работа на определенных этапах (ведь во время поднятия часов цепочка также поднималась). Полное изменение потенциальной энергии цепочки $$\Delta U=mg(l/2+D),$$ потому что начало отсчета потенциальной энергии удобно совместить с поверхностью стола.

ссылка

отвечен 21 Дек '16 18:56

изменен 21 Дек '16 23:11

@wusan если требуется найти среднюю мощность отрыва от стола часов с цепочкой, почему для этой мощности ищут минимальную работу до точки отрыва? Строгое неравенство понимаю, но не его просят найти. Или его?

(25 Дек '16 13:14) овово

В условиях часто используют принцип экстремума. Здесь имеется ввиду нахождение минимального значения средней мощности, по достижении которого за время t отрыв становится возможным, при этом затраченная энергия сравняется с изменением потенциальной энергии системы, а флуктуации завершат начатое.

(25 Дек '16 23:05) wusan
10|600 символов нужно символов осталось
Ваш ответ

Если вы не нашли ответ, задайте вопрос.

Здравствуйте

Физика - это совместно редактируемый форум вопросов и ответов по естественным наукам для физиков, химиков, астрономов и биологов.

Присоединяйтесь!

отмечен:

×112

задан
21 Дек '16 17:49

показан
537 раз

обновлен
25 Дек '16 23:05

Отслеживать вопрос

по почте:

Зарегистрировавшись, вы сможете подписаться на любые обновления

по RSS:

Ответы

Ответы и Комментарии

Дизайн сайта/логотип © «Сеть Знаний». Контент распространяется под лицензией cc by-sa 3.0 с обязательным указанием авторства.
Рейтинг@Mail.ru