1) Какое расстояние сжалась пружина амортизатора после того, как на нее натолкнулся вагон массой 36 тонн и движущийся

1) Какое расстояние сжалась пружина амортизатора после того, как на нее натолкнулся вагон массой 36 тонн и движущийся со скоростью 0,2 м/с, если жесткость пружины составляет 225 килоньтонов в метре?
2) Какая была скорость ученика-ковбоя, который попытался остановить быка, накинув на него лассо, если после этого скорость быка уменьшилась с 9 до 8 м/с? Масса быка составляет 450 килограмм, а ученика - 90 килограмм. Тема - законы сохранения (кинетическая и потенциальная энергия).
Chernaya_Meduza

Chernaya_Meduza

Давайте решим задачу по-порядку:

1) Рассчитаем, насколько сжалась пружина амортизатора.

Дано:
Масса вагона (m) = 36 тонн = 36 000 кг
Скорость вагона до столкновения (v) = 0,2 м/с
Жесткость пружины (k) = 225 килоньтонов/м = 225 000 Н/м

Для решения этой задачи, воспользуемся законом сохранения энергии.

Изначально у вагона имеется кинетическая энергия, а после столкновения эта энергия превращается в потенциальную энергию пружины, так как пружина сжимается.

Кинетическая энергия до столкновения равна:
Eкин=12mv2

Потенциальная энергия пружины равна:
Eпот=12kx2

где x - сжатие пружины.

После столкновения, когда вагон останавливается, вся кинетическая энергия превращается в потенциальную энергию пружины:

Eкин=Eпот

12mv2=12kx2

Теперь можем решить уравнение относительно x:

x2=mv2k

x=mv2k

Подставим значения:

x=360000,22225000

x=1440225000

x0,0906 м

Таким образом, пружина амортизатора сжалась на примерно 0,0906 метра.

2) Рассчитаем скорость ученика-ковбоя после накидывания лассо на быка.

Дано:
Масса быка (m_1) = 450 кг
Масса ученика (m_2) = 90 кг
Изначальная скорость быка (v_1) = 9 м/с
Скорость быка после накидывания лассо (v_2) = 8 м/с

Воспользуемся законом сохранения импульса:

m1v1=m1v1f+m2v2f

где v_{1f} - конечная скорость быка
v_{2f} - конечная скорость ученика

Решаем уравнение относительно v_{2f}:

m1v1=m1v1f+m2v2f

m1v1m1v1f=m2v2f

m2v2f=m1v1m1v1f

v2f=m1v1m1v1fm2

Подставляем значения:

v2f=4509450890

v2f=4050360090

v2f=45090

v2f=5 м/с

Таким образом, скорость ученика-ковбоя после накидывания лассо составляет 5 м/с.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello