Ящики в желобе
6/10Бетонный желоб глубиной \(H=4\) м имеет в сечении вид равнобедренной трапеции (см. рисунок). Скаты \(AB\) и \(CD\) имеют длину \(L=8{,}5\) м каждый, которая ничтожно мала по сравнению с шириной дна \(BC\). Между скатами и дном обеспечены плавные переходы. Маленький ящик массой \(m_1=2\) кг устанавливают на краю желоба в точке «А» и отпускают. На дне в центре желоба стоит ещё один ящик массой \(m_2=1\) кг (см. рисунок). Дно \(BC\) и скат \(CD\) покрыты льдом и являются гладкими поверхностями. Коэффициент трения между поверхностью \(AB\) и ящиками \(\mu=\dfrac{1}{2}\). С какой скоростью (\(V_o\)) первый ящик ударится о второй? С какими скоростями (\(V_1\) и, соответственно, \(V_2\)) будут двигаться ящики после их абсолютно упругого столкновения? На какую высоту от дна (\(h_2\)) поднимется второй ящик по склону \(CD\)? Какой окажется скорость ящиков (\(V^*\)) после их второго столкновения, если оно будет абсолютно неупругим?

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСначала найдите скорость первого ящика у дна по закону изменения энергии с учётом работы трения на скате. Дальше задача сводится к упругому удару ящиков с известными массами.
Ответ\(V_o=\sqrt{2al}=\sqrt{5}\) м/с\(\approx 2{,}24\) м/с; \(V_1=V_o\dfrac{m_1-m_2}{m_1+m_2}\approx 0{,}75\) м/с; \(V_2=\dfrac{2V_om_1}{m_1+m_2}\approx 3{,}0\) м/с; \(h_2=\dfrac{V_2^2}{2g}=45\) см; \(V^*=\dfrac{m_1V_1-m_2V_2}{m_1+m_2}=-0{,}5\) м/с.
Похожие задачи
- Шарик и клин МОШ 2010/11, 10 кл.
- Шарик и клин равной массы МОШ 2010/11, 11 кл.
- Косой удар шаров МОШ 2011/12, 10 кл.
- Центральный удар Максвелл 2011/12, 8 кл.
- Упругий удар альфа-частицы МОШ 2012/13, 10 кл.
- Падение шарика ВсОШ 2012/13, 9 кл.