Задачи › Неконсервативные системы, работа трения

Масса бруска

  1. Масса бруска

    Эстонская 2017/18, заключительный этап, 9-11 кл. · №26017

    Найдите массу деревянного бруска \(m_\text{б}\). (10 баллов)

    Оборудование: два одинаковых деревянных бруска, груз массой \(m=100\) г, миллиметровая бумага, нить, короткая резиновая нить.

    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Энергия растянутой резинки при одинаковом растяжении одна и та же и целиком уходит на работу трения; сравните пути бруска без груза и с грузом.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(m_\text{б}=100\text{ г}\cdot\dfrac{s_2}{s_1-s_2}\).

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    Привязываем к обоим концам резиновой нити нити. К концу одной нити привязываем брусок.

    Держим нить за конец и растягиваем бруском резиновую нить. Отпускаем резиновую нить и измеряем путь, который проходит брусок.

    Добавляем на брусок груз в 100 граммов и снова растягиваем резиновую нить так же, как в первом случае, отпускаем и так же измеряем путь, пройденный бруском.

    Энергия резиновой нити \(E_\text{п}\) в обоих случаях передаётся бруску, а сила трения при торможении бруска совершает работу \(A=F_\text{тр}s=\mu mgs\). Так как коэффициент трения \(\mu\) в обоих опытах один и тот же, можно выразить отношение масс для первого и второго опыта следующим образом: \[\frac{m_1}{m_2}=\frac{s_2}{s_1}\qquad\Rightarrow\qquad m_\text{б}=\frac{100\text{ г}\cdot s_2}{s_1-s_2}.\]

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

Похожие задачи