Задачи › Механическая энергия, консервативные системы

Монета в стеклянной чаше

  1. Монета в стеклянной чаше

    СПбГУ 2011/12, 9 кл.
    7/10

    В центре большого гладкого стола стоит стеклянная чаша массой \(M\). Её внутренняя поверхность представляет собой гладкую полусферу радиусом \(R\). К внутреннему краю чаши плашмя прижимают монету массой \(m\) (см. рисунок) и отпускают. Определить следующие параметры в момент прохождения монетой нижней точки чаши:

    1. скорость монеты (\(v\)) и чаши (\(V\)) относительно стола;

    2. величину смещения чаши (\(\Delta x\)) относительно стола;

    3. силу давления (\(N\)) монеты на чашу.

    Дать ответ в общем виде и отдельно для случая \(R = 24\) см, \(M = 200\) г, \(m = 40\) г. Размерами монеты пренебречь.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Горизонтальная составляющая импульса системы «чаша и монета» равна нулю, поэтому чаша и монета движутся в противоположные стороны. Энергия системы сохраняется, так как поверхность гладкая и стол не препятствует движению чаши.

    Ответ

    1) \(v = \sqrt{\dfrac{2gRM}{m+M}} = 2\) м/с, \(V = \dfrac{vm}{M} = 0{,}4\) м/с;  2) \(\Delta x = \dfrac{Rm}{m+M} = 4\) см;  3) \(N = mg\,\dfrac{2m+3M}{M} \approx 1{,}36\) Н.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи