Задание 26 ЕГЭ по физике №00001619
Задание №26. Механика. Задача с Обоснованием
Законы Сохранения
№2. Задание 26
ID: 00001619
Маленький шарик массой m = 0,3 кг подвешен на лёгкой нерастяжимой нити длиной l = 0,9 м, которая разрывается при силе натяжения $T_{0}$ = 6 Н. Шарик отведён от положения равновесия (оно показано на рисунке пунктиром) и отпущен. Когда шарик проходит положение равновесия, нить обрывается, и шарик тут же абсолютно неупруго сталкивается с бруском массой M = 1,5 кг, лежащим неподвижно на гладкой горизонтальной поверхности стола.

Какова скорость u бруска после удара? Считать, что брусок после удара движется поступательно.
Какие законы Вы используете для описания взаимодействия тел? Обоснуйте их применение к данному случаю.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
$m = 0{,}3\text{ кг}$, $l = 0{,}9\text{ м}$, $T = 6\text{ Н}$, $M = 1{,}5\text{ кг}$, $g = 10\text{ м/с}^2$Найти:
скорость бруска $u$ после удараРешение:
Этап 1 — нахождение скорости шарика в момент разрыва нити: В нижней точке шарик движется по окружности. По второму закону Ньютона в проекции на вертикальную ось (вверх): $$T - mg = \frac{mv^2}{l}$$ Откуда скорость шарика перед ударом: $$v = \sqrt{\frac{(T - mg) \cdot l}{m}} = \sqrt{\frac{(6 - 0{,}3 \cdot 10) \cdot 0{,}9}{0{,}3}} = \sqrt{\frac{3 \cdot 0{,}9}{0{,}3}} = \sqrt{9} = 3\text{ м/с}$$ Этап 2 — абсолютно неупругий удар: По закону сохранения импульса (промежуток времени удара стремится к нулю): $$mv + 0 = (m + M) \cdot u$$ $$u = \frac{mv}{m + M} = \frac{0{,}3 \cdot 3}{0{,}3 + 1{,}5} = \frac{0{,}9}{1{,}8} = 0{,}5\text{ м/с}$$Итог: $u = 0{,}5\text{ м/с}$
Ответ
0,5
Видеоразбор
Другие задания по теме «Законы Сохранения» (8)
- Задание 26 №00045244 — В маленький шар, висящий на нити длиной l равно 50 см, попадает и застревает в…
- Задание 26 №00045243 — Лягушка массой 100 г сидит на конце доски массой 900 г и длиной 50 см, которая…
- Задание 26 №00043208 — Снаряд разорвался в полёте на две равные части, одна из которых продолжила…
- Задание 26 №00042891 — Снаряд массой 2m равно 8 кг разрывается на два одинаковых осколка, один из…
- Задание 26 №00026655 — Два шарика, массы которых m равно 0,1 кг и M равно 0,2 кг, висят, соприкасаясь,…
- Задание 26 №00026654 — В маленький шар массой M = 250 г, висящий на нити длиной l = 50 см, попадает и…
- Задание 26 №00026645 — Система из грузов m и M и связывающей их лёгкой нерастяжимой нити в начальный…
- Задание 26 №00026644 — Пружинное ружьё наклонено под углом α к горизонту. Энергия сжатой пружины равна…