Мячик в лифте
6/10В 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\(^2\)).
РешениеДо 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\(^2\).
Похожие задачи
- «Искривление» пространства СПбГУ 2010/11, 9 кл.
- Чемодан в тормозящем поезде МОШ 2013/14, 11 кл.
- Шарик в равноускоренном вагоне Санкт-Петербургская 2013/14, 11 кл.
- Шар в воде во вращающемся коническом сосуде Физтех 2020/21, 10 кл.
- Вращающаяся жидкость как зеркало Физтех 2021/22, 11 кл.
- Шайба в полости и ускорение МОШ 2024/25, 10 кл.