Решение: По закону сохранения энергии полная механическая энергия сохраняется, и равна начальной кинетической энергии.
3.5. Шар массой 1,0 кг бросили с поверхности Земли под углом 300 к горизонту с начальной скоростью 15 м/с. Найти кинетическую , потенциальную и полную механическую энергию шара, если во время движения дул сильный встречный горизонтальный ветер, который воздействовал на шар с силой Н. Построить графики , и как функций времени и определить их для момента времени 0.5 с.
Постановка задачи
Дано: m=1 кг
Запишем уравнение движения по оси ординат для нахождения потенциальной энергии:
Потенциальная энергия меняется с высотой как:
=
Кинетическую энергия найдем как разность полной и потенциальной энергий:
F =1 Н
t=0.5 с
Ответ: E = 112,5 Дж, U(0,5с) = 22,22 Дж, (0,5с) = 90,28
E = 112,5 Дж
U(0,5с) = 22,22 Дж
(0,5с) = 90,28
, U, E - ?
(0,5с), U(0,5c),
E(0,5c) - ?
Ответ: m = 7,5кг
Уравнение вращательного движения диска в векторной форме:
- суммарный момент всех сил, – момент силы,
Основное уравнение вращательного движения M =
Момент инерции диска:
Момент силы:
Получим:
m = 7,5кг
Дано:
R=0.2 м
F=100 Н
= 5 Нм
рад/с2 t=10 с
_____________
m-?
- ?
4.6. К ободу однородного валика радиусом 0,2 м приложена постоянная касательная сила 100 Н. При вращении на диск действует сила трения, момент которой равен 5,0 Н·м. Определить массу диска, если известно, что он вращается с постоянным угловым ускорением рад/с2. Построить график угловой скорости от времени в первые 10 с.
Постановка задачи
Ответ: = , а = 0.046
Реактивная сила:
, где
=
Отсюда выразим ускорение:
=
a = 160 Н / 3500 кг = 0.046
Для получения зависимости скорости от времени, воспользуемся формулой Циолковского:
Изменение массы линейно и имеет вид:
Тогда получим временные зависимости скорости и массы ракеты:
5.7. Космический корабль имеет массу 3.5 т. При маневрировании из его двигателей вырывается струя газов со скоростью м/с, расход горючего кг/с. Найти реактивную силу двигателей и ускорение , которое оно сообщает кораблю. Построить графики временных зависимостей скорости и массы ракеты.
Дано:
= 3.5 т. = 3500кг
u = 800 м/с
кг/с
_________________
-?
- ?