Родились сегодня:
Кожухова Дарья


Лидеры рейтинга

ID: 259041

Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

1031

Россия, пос. Теплоозёрск, ЕАО


ID: 226425

Konstantin Shvetski

Модератор

313

Россия, Северодвинск


ID: 401284

Михаил Александров

Советник

277

Россия, Санкт-Петербург


ID: 400669

epimkin

Профессионал

205


ID: 137394

Megaloman

Мастер-Эксперт

156

Беларусь, Гомель


ID: 404002

sglisitsyn

6-й класс

42


ID: 242862

Hunter7007

Мастер-Эксперт

29

Россия, Омск


8.10.3

30.10.2021

JS: 2.10.3
CSS: 4.6.0
jQuery: 3.6.0
DataForLocalStorage: 2021-12-03 01:16:01-standard


Консультации и решение задач по физике.

Администратор раздела: Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)

Консультация онлайн # 201241

Раздел:  Физика
Автор вопроса: kuznetsova.79 (Посетитель)
Дата: 30.06.2021, 11:50 Консультация закрыта
Поступило ответов: 1

Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:1. Школьный автобус разгоняется с постоянным ускорением 0,3 м/с2 (относительно Земли). Сидящий в нём мальчик во время разгона дважды стреляет пластиковым шариком из пружинного пистолета: в первый раз — точно по ходу автобуса, во второй — точно против него. При первом выстреле максимальная величина ускорения шарика относительно автобуса в гладком горизонтально направленном канале ствола равнялась 0,2 м/с2, а при втором эта величина равнялась 0,7 м/с2. Масса шарика равна 10 г. Определите максимальную величину силы упругости пружины, разгонявшей шарик, при первом выстреле. Ответ дайте в мН, округлив до десятых. 2. Определите максимальную величину силы упругости пружины, разгонявшей шарик, при втором выстреле. Ответ дайте в мН, округлив до десятых.

Условие : Ускорение Автобуса A = 0,3 м/с2 ; Ускорение шарика вперёд : a = 0,2 м/с2 ; Ускорение шарика назад : n = 0,7 м/с2 ; Масса шарика m = 10 грамм.
Вычислить максимальную величину силы упругости пистолет-пружины при обоих выстрелах.

Решение: В этой на первый взгляд сложной задаче при вчитывании в Условие оказывается, что нам вовсе не требуется решать сложные дифференциальные уравнения для вычисления скоростей, времени разгона и траекторий шарика. Достаточно рассмотреть всего 1 момент, когда мальчик нажимает на курок, и в этот миг искомая максимальная величина силы упругости макси-сжатой пружины как раз и соответствует максимальной величине ускорения шарика.

Нам осталось лишь связать указанные величины уравнением 2-го закона Ньютона. Поскольку мальчик стреляет "точно по ходу автобуса, во второй - точно против него", значит, всё действо происходит в чисто-горизонтальной плоскости, "в гладком горизонтально направленном канале ствола". Значит, силы земного тяготения и силы трения можно игнорировать.

Но вот неувязка: "Второй закон Ньютона - основной закон динамики… выполняется т-ко в инерциальных системах отсчета!" (см Ссылка1 ) . А фраза Условия "величина ускорения шарика относительно автобуса" означает, что шарик ускоряется в НЕинерциальной системе отсчёта - в разгоняющемся автобусе! Как быть?

Используем поправку, как описано в учебно-образовательной статье "Уравнения Ньютона для НЕинерциальной системы отсчета" Ссылка2 : Вычислим максимальную величину силы F1 упругости пистолет-пружины при выстреле вперёд:
F1 = m·(a + A) = 10·(0,2 + 0,3) = 10·0,5 = 5 мН - здесь A - ускорение НЕ-инерциальной системы (ускоряющегося автобуса) относительно инерциальной (относительно Земли). Результат мы получили в мН (а не в ньютонах), потому что массу подставили в граммах (а не в стандартных кг).

Аналогично при выстреле назад F2 = m·(n - A) = 10·(0,7 - 0,3) = 10·0,4 = 4 мН . Знак Минус обусловлен несовпадением направлений ускорений шарика и автобуса.
Ответ : максимальная величина силы упругости пистолет-пружины при выстреле вперёд равна 5 мН, при выстреле назад 4 мН .

Задача, конечно, нереально-бестолковая, тк мизерная величина ускорения шарика (чуть бОльшая, чем ускорение автобуса) означает, что мальчик использует не пистолет, а какой-то нЕмощный выталкиватель шарика.

Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт
02.07.2021, 05:08
5
Мини-форум консультации # 201241

q_id

kuznetsova.79

Посетитель

ID: 404574

1

= общий =    02.07.2021, 09:21
Алексеев Владимир Николаевич:

Здравствуйте, спасибо Вам огромное!

q_id

Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

ID: 259041

2

= общий =    02.07.2021, 10:23
kuznetsova.79:

И Вы здравствуйте! И да здравствует доблестный гТамбов, где живут самые добрые авторы консультаций! smile

Возможность оставлять сообщения в мини-форумах консультаций доступна только после входа в систему.
Воспользуйтесь кнопкой входа вверху страницы, если Вы зарегистрированы или пройдите простую процедуру регистрации на Портале.

Лучшие эксперты раздела

Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

Рейтинг: 1031

Konstantin Shvetski

Модератор

Рейтинг: 313

Михаил Александров

Советник

Рейтинг: 277

epimkin

Профессионал

Рейтинг: 205

Коцюрбенко Алексей Владимирович

Старший модератор

Рейтинг: 197

Gluck

9-й класс

Рейтинг: 61