СПРОСИ ПРОФИ
👍
+1
👎 123

Помогите с задачкой по физике.

На нити длиной l подвешен груз массой m. Минимальный груз массой М, подвешенный на нити, разрывает ее, растягивая нить в момент разрыва на 1% от ее длины. Определить, на какую минимальную высоту h надо поднять груз массой m, чтобы он, падая, разорвал нить? Считать, что для нити справедлив закон Гука вплоть до ее разрыва.
физика обучение     #1 ⇒   15 окт 2014 20:21   Увидели: 431 клиент, 6 специалистов   Ответить
👍
+1
👎 1
Пусть жесткость нити равна k.
(1) Mg = k*dL, где dL — удлинение нити, при котором она рвется. ( т.е. dL=0.01L).
Отсюда можем выразить k.

при падении груза его потенциальная энергия mgh сначала переходит в кинетическую. В конце, когда груз в низу и нить начинает натягиваться, кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию растянутой пружины (нити): k(dL)^2/2

Т.е. (2) mgh = k*(dL)^2/2

Сюда надо подставить dL=0.01L, k из уравнения (1), и можно будет выразить h.
  ⇐ #2 ⇒   16 окт 2014 13:38   Ответить
👍
0
👎 0
Всё упростили до неверного результата.
Конечно, ЗСЭ.
Удобнее рассматривать обратное движение = снизу вверх.
Рассмотрите 2 случая- m меньше М/2 и m больше М/2.
  ⇐ #3 ⇒   16 окт 2014 15:58   Ответить
👍
0
👎 0
потрудитесь пожалуйста объяснить, почему вы считаете, что моё решение неверно.
Неужели вы считаете, что груз M/2 ни при каких условиях не может порвать нить? :)

Мое решение верно при m<M
При m>M — естественно h=0
  ⇐ #4 ⇒   16 окт 2014 16:22   Ответить
👍
0
👎 0
Вами рассмотрен простейший случай m<< М. Получается приближённый ответ.
Для m<=М/2 , и для M/2 <=m есть точные ответы. Решения для этих случаев различны.
В частности, для m=М/2 Ваш ответ отличается от правильного в 2 раза.
  ⇐ #5 ⇒   16 окт 2014 21:39   Ответить
👍
+2
👎 2
как-то несолидно, так безосновательно критиковать чужие решения, не приводя своих. Бормотать про какие-то там мифические точные ответы, которые якобы не совпадают с моим (кстати, откуда вы знаете мой ответ? Я ведь только дал направление, как решать, но ответ не выписывал). С чего вы взяли, что я рассмотрел m<<M? С чего вы взяли, что мой ответ отличается от правильного, не приведя "правильного"?

Моё решение дает такой же ответ, как в методичке МФТИ. Надеюсь, с МФТИ спорить не будете? http://mipt.ru/education/chair/physics/kmf/mPh_4/f_5yrmkr
  ⇐ #6 ⇒   16 окт 2014 22:55   Ответить
👍
0
👎 0
" Т.е. (2) mgh = k*(dL)^2/2 " — Это кто нависал?
  ⇐ #9 ⇒   17 окт 2014 07:51   Ответить
👍
0
👎 0
я написал, и отсюда отлично получается правильный ответ, такой же, как в методичке.
(2) — это не множитель, а номер уравнения, так же как и (1)

Кстати, вы заметили, что ответе МФТИ кстати нет никаких условий m<<M, m<M/2, m>M/2, про которые вы тут писали? )
  ⇐ #11 ⇒   17 окт 2014 11:58   Ответить
👍
0
👎 0
Плохо, что нет условий. Приведённый в методичке ответ справедлив только при m<<M.
  ⇐ #12 ⇒   17 окт 2014 12:51   Ответить
👍
+1
👎 1
Груз m висит, т.е. нить уже растянута. От этого положения измеряется h.
И тогда ответ будет h=0,005*L*(M/m-m/M), переходящий в красную рамочку при m<<M.
При этом h не может быть больше двух длин нити (даже если потолка нет), поэтому формула верна при M/m от 1 до 200.
  ⇐ #7 ⇒   17 окт 2014 04:16   Ответить
👍
0
👎 0
Да и поспорю!

ВЫ ПРЕДПОЛАгаете, что тело опускаясь свободно падает, и не учитываете движения, когда РЕЗИНОВАЯ нить деформирована.

Если M/2 <=m, фаза свободного падения вообще отсутствует.
Если не полениться и решить задачу с учётом движения тела на участке растянутой РЕЗИНОВОЙ нити, получается ответ отличный от Вашего. Задача с допущениями и упрощениями (mgh=kx^.2) для "средней школы".

Странно, что МФТИ не солидно опускается до уровня "средней школы".
  ⇐ #8 ⇒   17 окт 2014 07:16   Ответить
👍
0
👎 0
И заключительное "БОРМОТАНЬЕ".

Подставьте в свои ответы (из методички и в уточнённый Сергея Яковлевича)
m=M/2. Должно быть h=0,005*L (это понятно и без формул и расчётов).
Увы!

Надеюсь, не попросите меня дать " правильные ответы".
  ⇐ #10 ⇒   17 окт 2014 10:42   Ответить
👍
+1
👎 1
Про свободно падает — так оно и было. Я поднял груз m, а ниточку оставил натянутой (а чтоб энергия зря не пропадала) ... Тут я и ошибся :)
Спасибо, Владимир Александрович!
  ⇐ #13 ⇒   18 окт 2014 10:34   Ответить
👍
0
👎 0
Для профессионального физика очевидно, что решение Илюхина верное, а ответ в методичке тоже верен.
Ну физики -любители имеют право высказываться.
У меня был личный опыт. Решали одну задачу из Сивухина, Красовский тоже не соглашался, потом признал ответ Сивухина( и мое решение) верным.
  ⇐ #14 ⇒   18 окт 2014 15:00   Ответить
👍
0
👎 0
Ещё раз прошу специапистов помочь мне — любителю.

Подставьте в свои ответы (из методички)
m=M/2. Должно быть h=0,005*L (это понятно и без расчётов)
Попучилось?
  ⇐ #15 ⇒   18 окт 2014 15:15   Ответить
👍
+1
👎 1
Мудрейший БМК!
Подставьте m=0,9999999 М.
Результат прошу прокомментировать, дабы ... завершить спор.
  ⇐ #16 ⇒   18 окт 2014 15:39   Ответить
👍
0
👎 0
Привожу другое решение
[m]mg=k{{(\Delta h)}^{2}}[/m]
[m]mgh=k\frac{{{(\Delta h)}^{2}}}{2}[/m]
[m]k=\frac{Mg}{0,01l}[/m]
Ответ тот же. Надеюсь теперь на Вашу большую ясность. Ваши проблемы состоят в придумывании физической картины задачи, которой нет.
  ⇐ #17 ⇒   18 окт 2014 22:29   Ответить
👍
0
👎 0
Поправка. В первом уравнении степень первая.
  ⇐ #19 ⇒   18 окт 2014 22:48   Ответить
👍
0
👎 0
Есть правила форума, почему меня лишают доступа в нарушение этих правил. Кто это делает, откройся.
  ⇐ #18 ⇒   18 окт 2014 22:31   Ответить
👍
0
👎 0
В третий раз повторяю просьбу

Мудрейший БМК!
Подставьте m=0,9999999 М.
Результат прошу прокомментировать, дабы ... завершить спор.
  ⇐ #20 ⇒   19 окт 2014 17:40   Ответить
👍
0
👎 0
Вы вместо исходной задачи решаете гораздо более трудную задачу. Конечно, ответы разные.
Фактически в исходной задаче предполагается неявно, что Вы привязанный к нити груз отпускаете от нулевой высоты и падая он рвет нитку.
То есть это Задача с допущениями и упрощениями (mgh=kx^.2) для "средней школы".
  ⇐ #21 ⇒   19 окт 2014 19:16   Ответить
👍
0
👎 0
Я и про то...
В условии допжно быть m<<М.
  ⇐ #22 ⇒   19 окт 2014 20:32   Ответить
👍
0
👎 0
Согласен с Красовским Владимиром Александровичем.

Скажем, если бы нить в условии растягивалась не на 1%, а на процентов так 30%, то становится очевидно, что не учитывать работу силы тяжести на этом пути неверно.
  ⇐ #23 ⇒   28 дек 2019 08:38   Ответить
👍
0
👎 0
Ответ в задачнике дан с учётом [m]\Delta l/l\ll 1[/m].
Его при желании можно сделать абсолютно точным, если считать высоту [m]H[/m] от точки
подъёма грузика — до нижней точки, где нить уже рвётся. Тогда так:
Энергия растяжения пружины [m]A=Mg\Delta l/2[/m].
Полная энергия сохраняется: [m]mg(H-\Delta l)=mg(-\Delta l)+A[/m];
[m]mgH=A[/m];
[m]H=\frac12\frac{M}{m}\Delta l,\quad h=H-\Delta l=\left(\frac12\frac{M}{m}-1\right)\Delta l[/m]
Это решение остаётся верным только при [m]m/M\le 1/2[/m].
Если же [m]1/2<m/M\le 1[/m], то уже начальная точка должна быть ниже нулевой отметки.
То есть пружина будет растянута во время всего процесса.
Тогда получим:
[m]H=2(1-m/M)\Delta l[/m]
[m]h=H-\Delta l=-(2m/M-1)\Delta l,\quad h\le 0[/m].
  ⇐ #24   28 дек 2019 10:00   Ответить

Задайте свой вопрос по физике
профессионалам

● Сейчас онлайн 75 репетиторов по физике
Получите ответ профи быстро и бесплатно

Другие вопросы на эту тему:

👍
0
👎 04

Сила тяги   4 ответа

Ракета стартовала вертикально с земли. Двигатель ракеты создавал постоянную силу тяги вплоть до его выключения, которое произошло через время z на высоте h. До какой максимальной высоты поднялась ракета?
  23 июн 2017 10:22  
👍
0
👎 05

Сложная задача по физике (Гидростатика)   5 ответов

Шарик, подвешенный на пружине жесткостью k = 40 Н/м, погружен
в воду (ρ = 1 г/см3). Плотность шарика ρ1 = 2 г/см3 , объем V = 10 см3
. С помощью невесомой нити шарик поднимают вверх настолько медленно, чтобы силами сопротивления воды можно было пренебречь. Определите работу, которую надо совершить, чтобы поднять шарик до высоты, при которой пружина будет не деформирована (в конечном состоянии шарик остается полностью погруженным в воду).
  28 ноя 2014 04:14  
👍
0
👎 03

Помогите с задачей по физике   3 ответа

К одному концу легкой пружины жесткостью 100Н/м прикреплен груз массой 1 кг, лежащий на горизонтальной плоскости, другой конец закреплен неподвижно. Груз смещают по горизонтали, растягивая пружину, затем отпускают с начальной скоростью, равной нулю. Груз движется в направлении и затем останавливается в положении, в котором пружина уже сжата. Максимальное растяжение пружины, при котором груз движется таким образом, равно 15см. Найдите коэффициент трения груза по плоскости.
  05 июн 2013 19:50  
👍
0
👎 08

Сила упругости.закон гука   8 ответов

помогите пожалуйста!
при буксировке автомобиля на трос действует сила, равная 1000 Н. рассчитайте удлинение троса при буксировке автомобиля.коэффициент упрогости примите равным 1000000 Н/м
  24 дек 2012 17:57  
👍
+1
👎 110

Задача по механике   10 ответов

Начальная скорость снаряда, выпущенного вертикально вверх, равна 200м/с. В точке максимального подъема снаряд разорвался на два одинаковых осколка. Один из осколков упал на Землю вблизи точки выстрела через 50с. после разрыва снаряда. Какова скорость второго осколка при падении на Землю.
Решали, обсуждали, нам кажется здесь не хватает данных
  19 мар 2011 10:26  
👍
0
👎 01

Задача с ответом, но без решения! Помогите пожалуйста!!!   1 ответ

Автомобиль массой 1 т движется с постоянной по модулю скоростью по окружности радиусом 50 м. Скорость равна 50 км/ч. Возможно ли такое движение на сухой дороге при коэффициенте трения 0,6? Каков минимальный коэффициент трения в этом случае?
Ответ: да; 0,39.
  29 ноя 2010 13:49  
ASK.PROFI.RU © 2020-2024