Задачи › Механическая энергия, консервативные системы

Верёвка в канале

  1. Верёвка в канале

    МОШ 2021/22, 10 кл.
    5/10

    Однородная гибкая верёвка массой \(m = 0{,}18\) кг и длиной \(L = 1{,}8\) м удерживается в узком канале, образованном каменными блоками, при этом в начальный момент треть верёвки висит вертикально (см. рисунок, слева). Поверхности блоков гладкие. В некоторый момент верёвку отпускают, и она начинает двигаться. Можно считать, что в процессе движения все точки верёвки в любой момент времени имеют одинаковые по модулю скорости, а длина верёвки не меняется. Неупругими деформациями и трением о воздух можно пренебречь. Диаметр верёвки и радиус кривизны в точке перегиба значительно меньше длины верёвки. Поперечный размер канала близок к диаметру верёвки. Ускорение свободного падения \(g\) считайте равным \(10\) м/с\(^2\).

    Рисунок
    1. На какое расстояние по вертикали опустится центр масс верёвки относительно своего первоначального положения к тому моменту, когда вся верёвка окажется в вертикальной части канала? Ответ выразите в сантиметрах, округлите до целого.

    2. С какой скоростью \(v_1\) будет двигаться верёвка в тот момент, когда полностью соскользнёт с горизонтальной поверхности (см. рисунок, справа)? Ответ дайте в м/c, округлите до целого.

    3. Найдите абсолютную величину импульса верёвки в момент, когда её треть ещё находится на горизонтальной поверхности. Ответ выразите в кг\(\cdot\)м/c, округлите до сотых.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Горизонтальная часть верёвки не меняет своей высоты, поэтому изменение потенциальной энергии определяется только опусканием той части, что переходит в вертикальную. Импульс верёвки "— векторная величина: учтите, что горизонтальная и вертикальная части движутся в разных направлениях.

    Ответ

    1) \(80\) см;  2) \(4\) м/с;  3) \(0{,}33\) кг\(\cdot\)м/с.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи