Содержимое статьи:

• Условия задачи
• Необходимые законы физики
• Решение
• 1. Закон сохранения импульса
• 2. Закон сохранения энергии
• 3. Вычисление коэффициента трения

Условия задачи

• Кусок пластилина сталкивается со скользящим навстречу по горизонтальной поверхности стола бруском и прилипает к нему.
• Скорости пластилина и бруска перед ударом направлены взаимно противоположно и равны:
• Vпл = 15 м/с
• Vбр = 5 м/с
• Масса бруска в 4 раза больше массы пластилина.
• Общая скорость уменьшилась наполовину за 0,11 м после столкновения.
  

  Необходимые законы физики

• Закон сохранения импульса
• Закон сохранения энергии
  

  Решение

  1. Закон сохранения импульса

• До столкновения:
• Импульс пластилина: mпл * Vпл
• Импульс бруска: mбр * Vбр
• После столкновения:
• Импульс системы (пластилин + брусок): (mпл + mбр) * Vобщ
  По закону сохранения импульса:
  

  mпл * Vпл + mбр * Vбр = (mпл + mбр) * Vобщ

  2. Закон сохранения энергии

• До столкновения:
• Кинетическая энергия пластилина: (1/2) mпл Vпл^2
• Кинетическая энергия бруска: (1/2) mбр Vбр^2
• После столкновения:
• Кинетическая энергия системы: (1/2) (mпл + mбр) Vобщ^2
  По закону сохранения энергии:
  

  (1/2) * mпл * Vпл^2 + (1/2) * mбр * Vбр^2 = (1/2) * (mпл + mбр) * Vобщ^2

  3. Вычисление коэффициента трения

  Из закона сохранения импульса находим Vобщ:

  Vобщ = (mпл * Vпл + mбр * Vбр) / (mпл + mбр)

  Из закона сохранения энергии находим ускорение системы:

  a = (Vобщ^2 - Vпл^2 - Vбр^2) / (2 * 0,11)

  Сила трения, действующая на систему:

  Fтр = (mпл + mбр) * a

  Коэффициент трения:

  μ = Fтр / (mпл + mбр) * g