Пробирка с пробкой (C1)
3/10Пробирка массой \(M = 40\) г, содержащая пары эфира, закрыта пробкой с массой \(m = 10\) г и подвешена к стержню в горизонтальном положении на нерастяжимых нитях. Расстояние от центра тяжести пробирки до стержня \(L = 20\) см. При нагревании пробирки пробка вылетает из неё, а нити обрываются. Каково в этих условиях минимальное (по модулю) значение скорости пробки \(v_x\) относительно Земли в момент вылета, если нити выдерживают суммарную нагрузку не более \(T = 0{,}6\) Н?
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаНити задают скорость пробирки после отрыва пробки; импульс системы «пробирка + пробка» сохраняется по горизонтали.
Ответ4 м/с
РешениеСилы, действующие на пробирку вдоль нити, определяются вторым законом Ньютона с учётом движения центра тяжести пробирки по окружности: \(T - Mg = Mv_1^2/L\). По закону сохранения импульса \(Mv_1 = mv_x\). Из первого равенства следует, что \(v_1 = \sqrt{L(T/M - g)}\), а из второго получаем: \(v_x = Mv_1/m = M\sqrt{L(T/M - g)}/m = 4\) м/с.
Похожие задачи
- Отношение масс платформы и снаряда (A9) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Мальчик на тележке (A6) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Тележка с камнем (A9) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Тележка с камнем (A9) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Тележка с камнем (A9) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Импульс автомобиля и грузовика (A6) ЕГЭ 2008, 11 кл.