IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )

 
Ответить в эту темуОткрыть новую тему
> 2 задачки по механике. Тангенсальн.\норм ускорение и задача решаемая через закон сохранения энергии, вопрос жизни и смерти
Demon0ide
сообщение 18.5.2007, 13:15
Сообщение #1


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 17.3.2007
Из: Петербург, Василеостровский район
Город: SPB
Учебное заведение: БГТУ 'Военмех', факультет 'И' Инф. технологий
Вы: студент



Извиняюсь, я эти задачи 3 раза перерешивал и никак не катит, преподу не нравится. Подскажите хотябы как делать, как правильно начать, горю.

1. Тело брошено под углом 60 градусов к горизонту с v(0)=9.81 м\c (нач скорость). Через сколько времени модуль норм. ускорения будет равен модулю тангенсального?

2. Тело начинает двигаться вниз по накл. плоскости с углом наклона 25 град. с нач. скоростью 6 м\с. На сколько уменьшится вертикальная координата тела к моменту, когда оно остановится? Коэфициент трения равен 0.5.
*Препод сказал, что 2 задачу нужно через закон сохранения энергии, я попробовал, - не получилось. Подскажите плз.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
venja
сообщение 18.5.2007, 14:14
Сообщение #2


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 3 615
Регистрация: 27.2.2007
Город: Екатеринбург
Вы: преподаватель



Цитата(Demon0ide @ 18.5.2007, 19:15) *

Извиняюсь, я эти задачи 3 раза перерешивал и никак не катит, преподу не нравится. Подскажите хотябы как делать, как правильно начать, горю.

1. Тело брошено под углом 60 градусов к горизонту с v(0)=9.81 м\c (нач скорость). Через сколько времени модуль норм. ускорения будет равен модулю тангенсального?

2. Тело начинает двигаться вниз по накл. плоскости с углом наклона 25 град. с нач. скоростью 6 м\с. На сколько уменьшится вертикальная координата тела к моменту, когда оно остановится? Коэфициент трения равен 0.5.
*Препод сказал, что 2 задачу нужно через закон сохранения энергии, я попробовал, - не получилось. Подскажите плз.


Что-то мне это странно. (IMG:style_emoticons/default/ohmy.gif)
1. По моему понятию ускорение вообще в процессе полета не меняется.
Оно равно g и направлено вниз. Может быть речь идет о скорости?

2. Как можно применять закон сохранения (механической) энергии, если трением пренебречь нельзя?
По моему разумению надо записать 2-й закон Ньютона в векторной форме, выражения для скорости и перемещения равноускоренного движения и проектировать на направление наклонной плоскости и перпендикулярное.

Может кто-нибудь из наших "физиков" что-нибудь скажет?
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
venja
сообщение 18.5.2007, 14:25
Сообщение #3


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 3 615
Регистрация: 27.2.2007
Город: Екатеринбург
Вы: преподаватель



Цитата(venja @ 18.5.2007, 20:14) *

Что-то мне это странно. (IMG:style_emoticons/default/ohmy.gif)
1. По моему понятию ускорение вообще в процессе полета не меняется.
Оно равно g и направлено вниз. Может быть речь идет о скорости?

2. Как можно применять закон сохранения (механической) энергии, если трением пренебречь нельзя?
По моему разумению надо записать 2-й закон Ньютона в векторной форме, выражения для скорости и перемещения равноускоренного движения и проектировать на направление наклонной плоскости и перпендикулярное.

Может кто-нибудь из наших "физиков" что-нибудь скажет?


Прошу прощения. С первой задачей понятно. Ускорение, конечно, не меняется, но меняются его норм. и тангенциальная составляющие. Понятно, что они станут равны по модулю в той точке траектории (параболы), касательная в которой составляет с вертикальной осью (по которой направлено полное ускорение) угол 45 градусов. Думаю, это и есть идея решения.

А со второй задачей - все пока в силе.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Demon0ide
сообщение 19.5.2007, 17:49
Сообщение #4


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 17.3.2007
Из: Петербург, Василеостровский район
Город: SPB
Учебное заведение: БГТУ 'Военмех', факультет 'И' Инф. технологий
Вы: студент



Цитата(venja @ 18.5.2007, 14:25) *

Прошу прощения. С первой задачей понятно. Ускорение, конечно, не меняется, но меняются его норм. и тангенциальная составляющие. Понятно, что они станут равны по модулю в той точке траектории (параболы), касательная в которой составляет с вертикальной осью (по которой направлено полное ускорение) угол 45 градусов. Думаю, это и есть идея решения.

Это конечно хорошо, а что делать дальше? и как это записать? я до этого и дошёл... но не хватило формул.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
venja
сообщение 20.5.2007, 7:01
Сообщение #5


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 3 615
Регистрация: 27.2.2007
Город: Екатеринбург
Вы: преподаватель



Идея уже была:
"Ускорение, конечно, не меняется, но меняются его норм. и тангенциальная составляющие. Понятно, что они станут равны по модулю в той точке траектории (параболы), касательная в которой составляет с вертикальной осью (по которой направлено полное ускорение) угол 45 градусов (или 180-45=135 градусов - на снижении тела). Думаю, это и есть идея решения."

Но скорость направлена как раз по касательной, поэтому в указанных случаях модули норм. и танг. составляющих скорости тоже равны. Из этого и исходим.

V=V0+a*t
Это векторное уравнение. Проектируем на оси:

Vx=V0x
Vy=V0y-g*t

|Vx|=|Vy|
|V0x|=|V0y-g*t|
Получаем совокупность

V0x=V0y-g*t
V0x=-(V0y-g*t)

Начальные составляющие скорости находите из условия,
решаете, получаете 2 значения времени t - на подъеме и спуске.


Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Demon0ide
сообщение 20.5.2007, 7:32
Сообщение #6


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 17.3.2007
Из: Петербург, Василеостровский район
Город: SPB
Учебное заведение: БГТУ 'Военмех', факультет 'И' Инф. технологий
Вы: студент



А куда угол деть: это правильно посмотрите V0х=Vo * cos L, а V0у=Vo * sin L

Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Demon0ide
сообщение 20.5.2007, 7:54
Сообщение #7


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 17.3.2007
Из: Петербург, Василеостровский район
Город: SPB
Учебное заведение: БГТУ 'Военмех', факультет 'И' Инф. технологий
Вы: студент



А ко второй задачи мне кажется можно применить закон:
изменение внутренней энергии равно работе против внешних сил т.е. против сил трения
ΔЕ = А
где: А = Fтр * Δh ( Δh - вертикальная составляющая пути которое прошло тело до полной остановки)

Полная мех. энергия Eп1 + Ек1 = Eп2 + Ек2

Eп1 = mgh, Ек1 = m V0^ 2/ 2, Eп2 = mgh1 (h1- высота на которой тело остановилось) Ек2=0 (т.к. тело остановилось)
Получается mgh + m V0^ 2/ 2 = mgh1 или mg Δh + m V0^ 2/ 2=0

Записываем: ΔЕ = А

mg Δh + m V0^ 2/ 2= Fтр * Δh, где Fтр = кmg cos L, отсюда и находим Δh - изменение вертикальной составляющей

Посмотрите, пожалуйста, правильно ли я рассуждаю. Заранее благодарю.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
venja
сообщение 20.5.2007, 8:38
Сообщение #8


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 3 615
Регистрация: 27.2.2007
Город: Екатеринбург
Вы: преподаватель



Цитата(Demon0ide @ 20.5.2007, 13:32) *

А куда угол деть: это правильно посмотрите V0х=Vo * cos L, а V0у=Vo * sin L


Да. L=60 градусов,V0=9.81
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Demon0ide
сообщение 20.5.2007, 8:41
Сообщение #9


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 17.3.2007
Из: Петербург, Василеостровский район
Город: SPB
Учебное заведение: БГТУ 'Военмех', факультет 'И' Инф. технологий
Вы: студент



А вторую задачу - хоть правильно ли я рассуждаю, ответьте
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
venja
сообщение 20.5.2007, 9:09
Сообщение #10


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 3 615
Регистрация: 27.2.2007
Город: Екатеринбург
Вы: преподаватель



Цитата(Demon0ide @ 20.5.2007, 13:54) *

А ко второй задачи мне кажется можно применить закон:
изменение внутренней энергии равно работе против внешних сил т.е. против сил трения
ΔЕ = А
где: А = Fтр * Δh ( Δh - вертикальная составляющая пути которое прошло тело до полной остановки)

Полная мех. энергия Eп1 + Ек1 = Eп2 + Ек2

Eп1 = mgh, Ек1 = m V0^ 2/ 2, Eп2 = mgh1 (h1- высота на которой тело остановилось) Ек2=0 (т.к. тело остановилось)
Получается mgh + m V0^ 2/ 2 = mgh1 или mg Δh + m V0^ 2/ 2=0

Записываем: ΔЕ = А

mg Δh + m V0^ 2/ 2= Fтр * Δh, где Fтр = кmg cos L, отсюда и находим Δh - изменение вертикальной составляющей

Посмотрите, пожалуйста, правильно ли я рассуждаю. Заранее благодарю.


1. "А ко второй задачи мне кажется можно применить закон:
изменение внутренней энергии равно работе против внешних сил т.е. против сил трения
ΔЕ = А"
Думаю, что можно. Уточните формулу, она логична, но я точно ее не помню.
При чем здесь внутр. энергия? Она связана с теппературой тела . Думаю, речь должна идти только о механической энергии. Далее, мне кажется, что во внешних силах надо учитывать все 3 силы: сила тяжести+сила реакции опоры (сила нормального давления)+сила трения. Работа=сумме работ всех сил, а каждая равна силе,умноженной на длину пути и косинус угла между направлением силы и направлением перемещения.

2. "где: А = Fтр * Δh ( Δh - вертикальная составляющая пути которое прошло тело до полной остановки)"

Работ 3 штуки, каждая по указанной формуле, но умножать надо на длину пути по накл. плоскости, а не на вертикальную составляющую пути . Для работы силы тяжести возможно получится и
Δh (с учетом косинуса угла).

3. "Полная мех. энергия Eп1 + Ек1 = Eп2 + Ек2"

Равенства нет! Механ. энергия не сохраняется, но ΔЕ=Eп1 + Ек1 - (Eп2 + Ек2)

Дальше логика, вроде, верная, но надо учесть сказанное выше.

P.S. Я не физик, так что сказанное мною надо рассматривать критически.
Где же Владимир, Александр и другие спецы?


Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Demon0ide
сообщение 20.5.2007, 9:50
Сообщение #11


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 17.3.2007
Из: Петербург, Василеостровский район
Город: SPB
Учебное заведение: БГТУ 'Военмех', факультет 'И' Инф. технологий
Вы: студент



кто-нибудь из физиков помогите еще - мне это надо срочно к понедельнику.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
venja
сообщение 20.5.2007, 9:53
Сообщение #12


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 3 615
Регистрация: 27.2.2007
Город: Екатеринбург
Вы: преподаватель



Может быть Вы и правы, что в конце концов надо учитывать только работу силы трения, так как:
1. Сила тяжести - консервативная сила
2. Сила нормального давления перпендикулярна направлению движения, поэтому ее работа = 0


Но работу силы трения надо считать так, как я написал (мне каатца).
Но так как сила трения направлена вдоль движения, то косинус=1 (точнее, (-1), так как угол 180 градусов), то получится: сила трения умножить на длину пути вдоль наклонной плоскости.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
venja
сообщение 20.5.2007, 10:16
Сообщение #13


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 3 615
Регистрация: 27.2.2007
Город: Екатеринбург
Вы: преподаватель



Ктати, в формуле
ΔЕ=Eп1 + Ек1 - (Eп2 + Ек2)
правильнее поменять слагаемые:
ΔЕ=Eп2 + Ек2 - (Eп1 + Ек1 )
Получится отрицательная величина, но приравненная ей работа силы трения тоже будет отрицательной (косинус 180 гр. =-1), так что минусы уйдут и все будет нормально.

Теперь, думаю, все верно.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Demon0ide
сообщение 20.5.2007, 12:41
Сообщение #14


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 17.3.2007
Из: Петербург, Василеостровский район
Город: SPB
Учебное заведение: БГТУ 'Военмех', факультет 'И' Инф. технологий
Вы: студент



А потенциальная и кинетическая энергии до остановки тела и при остановки тела расписаны правильно.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
venja
сообщение 20.5.2007, 13:13
Сообщение #15


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 3 615
Регистрация: 27.2.2007
Город: Екатеринбург
Вы: преподаватель



Цитата(Demon0ide @ 20.5.2007, 18:41) *

А потенциальная и кинетическая энергии до остановки тела и при остановки тела расписаны правильно.


Это вопрос или утверждение? (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)
Если вопрос, то:

да
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
alxdr
сообщение 20.5.2007, 14:31
Сообщение #16


Студент
**

Группа: Продвинутые
Сообщений: 104
Регистрация: 26.2.2007
Из: МО, Долгопрудный
Город: иркутск
Учебное заведение: МФТИ



Насчет 2-й задачи по порядку:
Упомянутая теорема звучит так - Изменение мех. энергии системы равно работе неконсервативных сил.
E(нач)=m*(V^2)/2
E(кон)=m*g*h; h=L*sin(alfa) , L - длина пути по наклонной плоскости, который пройдет тело, alfa - угол между горизонтам и плоскостью.
A=- F(тр)*L= -mu*N*L=-mu*m*g*sin(alfa)*L. Знак минус, потому что сила трения противоположна движению, а значит ее работа отрицательна. То что сила реакции плоскости N равна m*g*sin(alfa) можно легко получить записав второй закон Ньютона и спроецировать его на оси выбранной Вами системы координат.
Далее пишем:
E(кон) - E(нач)=A
m*g*L*sin(alfa) - m*(V^2)/2 = -mu*m*g*sin(alfa)*L
Дальше все уже вроде очевидно.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Demon0ide
сообщение 20.5.2007, 15:36
Сообщение #17


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 17.3.2007
Из: Петербург, Василеостровский район
Город: SPB
Учебное заведение: БГТУ 'Военмех', факультет 'И' Инф. технологий
Вы: студент



А разве вначале движения тело нет потенциальной энергии Eп1 = mgh,
а сила трения равна же Fтр = кmg cos L?
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
alxdr
сообщение 21.5.2007, 11:07
Сообщение #18


Студент
**

Группа: Продвинутые
Сообщений: 104
Регистрация: 26.2.2007
Из: МО, Долгопрудный
Город: иркутск
Учебное заведение: МФТИ



Я наоборот написал - т.е. когда телу внизу сообщают скорость, и оно поднимаеться по наклонной плоскости. Знаки поменять, я думаю, сами в состоянии? И в проекции у меня ошибка, вы правы - там косинус должен быть.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Demon0ide
сообщение 23.5.2007, 16:08
Сообщение #19


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 17.3.2007
Из: Петербург, Василеостровский район
Город: SPB
Учебное заведение: БГТУ 'Военмех', факультет 'И' Инф. технологий
Вы: студент



Спасибо всем большое, сдал задачи.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
-=ART=-
сообщение 26.5.2007, 18:28
Сообщение #20


Новичок
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 4
Регистрация: 26.5.2007
Город: Россия



A- А- А -а- а люди выручайте задачи очень надо решить, прям в обрез PLEASE:


Нить с привязанными к её концами грузами m-60г перекинута через блок D= 4 см. Определить момент инерции блока, если под действием силы тяжести грузов он получил угловое ускорение = 1,5 рад/сек



Платформа m = 280кг, имеющая форму диска, может вращаться вокруг вертикальной оси. На краю платформы стоит человек m =80кг. На какой угол повернётся платформа если человек проёдет вдоль края платформы и обойдя её вернётся в исходную точку?



По касательной к шкифу моховика в виде диска диаметрам
D= 75см и массой m=40кг приложена сила F. Определить угловое ускорение и частоту вращения маховика через t=10спосле начала действия силы, если радиус шкифа равен 12см. трением пренебречь




Относительная молекулярная масса M=30, показатель адиабаты = 1,4. Вычислить удельные теплоёмкости Cv и Cp этого газа
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения

Ответить в эту темуОткрыть новую тему
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



- Текстовая версия Сейчас: 16.4.2024, 4:49

Книжки в помощь: "Сборник заданий по высшей математике" Кузнецов Л.А., "Сборник заданий по высшей математике" Чудесенко В.Ф., "Индивидуальные задания по высшей математике" Рябушко А.П., и другие.




Зеркало сайта Решебник.Ру - reshebnik.org.ru