Задание 26 ЕГЭ по физике: Маленький шарик массой m = 0,3 кг подвешен на лёгкой…

№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 удара

Решение:

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

№2. Задание 26

Решение

Дано:

Найти:

Решение:

Ответ

Видеоразбор

№2. Задание 26

Решение

Дано:

Найти:

Решение:

Ответ

Видеоразбор