Шарик падает на пружину
4/10Легкая пружина длины \(l\), жесткости \(k\) установлена на столе вертикально. На нее падает небольшой шарик массой \(m\).
Определите, на какой высоте \(h\) от поверхности стола шарик будет иметь максимальную скорость.
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(h = l - mg/k\).
РешениеЗапишем уравнение движения шарика в момент, когда пружина сжата на величину \(\Delta x\): \[ma = mg - k\Delta x.\] Пока ускорение шарика положительно, его скорость возрастает. В момент обращения ускорения в нуль скорость шарика достигнет максимального значения. Пружина при этом сожмется на величину \(\Delta l\), причем \[mg - k\Delta l = 0;\] отсюда \[\Delta l = mg/k.\] Таким образом, когда скорость шарика достигнет максимального значения, шарик будет находиться от поверхности стола на высоте \[h = l - mg/k.\]
Похожие задачи
- Бумажный мост ВсОШ 1992/2001, 9 кл.
- Жёсткости двух пружин ВсОШ 1992/2001, 9 кл.
- Груз на пружине (B1) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Жёсткость пружины (C1) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Пружина с трением ЕГЭ 2013, 11 кл.
- Грузик на пружине опустили в воду Курчатов 2013/14, 9 кл.