Задачи › Неинерциальные системы отсчёта

Мячик в лифте

  1. Мячик в лифте

    СПбГУ 2024/25, 10 кл.
    6/10

    В экспериментальном лифте в пол вмонтирована сенсорная кнопка, при нажатии которой лифт начинает двигаться вертикально вниз с постоянным ускорением. Испытатель, находясь в неподвижном лифте, держит мячик на высоте \(h = 1{,}25\) м и отпускает его ровно над кнопкой. Определите ускорение лифта, если известно, что спустя время \(t = 1\) с после начала движения мячик, единожды отскочив от кнопки, оказался на высоте \(H = 1{,}5\) м над полом лифта. Ускорение свободного падения примите равным \(g\). Мячик отскакивает от кнопки абсолютно упруго.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(a = 2\) м/с\(^2\) (при \(g = 10\) м/с\(^2\)).

    Решение

    До столкновения с кнопкой мячик движется в поле тяжести, начальная скорость его равна нулю. Время до столкновения и скорость в момент удара: \[t_1 = \sqrt{\frac{2h}{g}}, \qquad v_1 = \sqrt{2gh}.\] После отскока движение шарика в системе отсчёта, связанной с лифтом, описывается формулой \[y_2(t) = v_1(t - t_1) - \frac{1}{2}(g - a)(t - t_1)^2.\] Приравнивая \(y_2(t) = H\), получаем \[a = \frac{2\left(H - v_1(t - t_1)\right)}{(t - t_1)^2} + g.\] Подставляя числа (\(t_1 = 0{,}5\) с, \(v_1 = 5\) м/с, \(t - t_1 = 0{,}5\) с), получаем \(a = 2\) м/с\(^2\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи