Задачи › Упругие столкновения

Пружинная пушка и скользящий брусок

  1. Пружинная пушка и скользящий брусок

    Интернет-олимпиада 2017/18, 11 кл.
    7/10

    Имеется пружинная пушка, набор шариков (ядер) и бруски, которые можно вставлять в паз, вдоль которого они могут скользить, в том числе при ударе о них ядер. Энергия сжатия пружины заряженной пушки составляет \(E=0{,}53\) Дж. Момент полного распрямления пружины соответствует моменту вылета ядра из дула, при этом центр ядра находится на уровне среза ствола (внешней части ствола). Удары ядра о бруски абсолютно упругие.

    Рисунок

    Определите с максимальной возможной точностью:

    1. массу \(m_1\) первого ядра;

    2. массу \(m_2\) второго ядра;

    3. массу \(m_3\) третьего ядра;

    4. массу \(M\) бруска №1;

    5. коэффициент \(k\) трения бруска №1 об стол.

    Ускорение свободного падения считать равным \(9{,}8\) м/с\(^2\). Вычисления проводить с точностью не менее 4 значащих цифр. Задание можно переделывать, но за каждую повторную отсылку результатов на сервер назначается до 5 штрафных баллов. Пушка заряжается путём перетаскивания ядра к дулу пушки. Для выстрела следует щёлкнуть мышью в области части пушки, окрашенной в красный цвет. Увеличительное стекло позволяет просматривать в увеличенном масштабе любой выбранный участок экрана, а также перемещать в этом состоянии ствол пушки и линейки. Щелчок мышью в любом другом месте экрана возвращает первоначальный масштаб. Для записи чисел в межпрограммный буфер обмена можно использовать комбинацию клавиш Ctrl-C, для копирования их из буфера в отчёт — комбинацию Ctrl-V.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Энергия сжатой пружины переходит в кинетическую энергию ядра при вылете. При упругом ударе сохраняются энергия и импульс: по скоростям до и после удара найдите массы ядер. Для бруска используйте путь скольжения и работу силы трения.

    Ответ

    1) \(m_1 = 88{,}48 \pm 0{,}35\) г;  2) \(m_2 = 46{,}87 \pm 0{,}28\) г;  3) \(m_3 = 1106{,}7 \pm 11{,}07\) г;  4) \(M = 2170 \pm 86{,}8\) г;  5) \(k = 0{,}105 \pm 0{,}00525\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи