Тележка массой 50 кг и скорость 1 м/с движется вправо по гладкой дороге. Мальчик массой 50 кг прыгает навстречу тележке со скоростью 2 м/с. Найти модуль скорости тележки с мальчиком после прыжка мальчика.
Спрятать решение
Решение.
Учитывая, что импульс тележки до взаимодействия меньше импульса мальчика, делаем вывод, что после прыжка мальчика тележка поедет в противоположную сторону. Изобразим скорости тел до и после взаимодействия (см. левый и правый рисунок).
Так как поверхность гладкая, то система тел замкнутая, можно применить закон сохранения импульса:
Выберем ось, направив ее влево. В проекции на эту ось
Отсюда скорость тележки после взаимодействия
Ответ: 0,5 м/c.
Спрятать критерии
Критерии проверки:
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
|
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины |
2 |
|
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) |
1 |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла |
0 |
| Максимальный балл | 2 |
Лёгкая тележка с 10 мешками, массой m каждый, может катиться без сопротивления вдоль горизонтальной оси Ox. Первоначально она покоится, затем с неё начинают поочередно бросать мешки. Проекция их скорости относительно тележки на ось Ox равна V = 1 м/с. Найти модуль скорости тележки после того, как с неё скинули 8 мешков. Ответ выразить в м/с, округлив до сотых.
Сегодня проводил занятия по физике у 10 класса, наткнулся на интересную задачку по теме закона сохранения импульса. На мой взгляд, это будет отличный пример задачи, в которой можно легко пойти по ложному пути…
Задача
Тележка с кирпичами катится по инерции по горизонтальным рельсам, двигаясь со скоростью 2 м/с. Общая масса тележки и кирпичей равна 100 кг. Сопротивление движению тележки пренебрежимо мало. В дне тележки открывается люк, через который вертикально вниз выпадает кирпич массой 10 кг. Через некоторое время на тележку сверху падает кирпич такой же массы. Скорость этого кирпича в момент падения направлена вниз перпендикулярно скорости тележки. Найдите модуль скорости, с которой будет двигаться тележка после прилипания к ней кирпича.
Решение:
Ложный ход решения:
Поверхностное размышление над задачей может быть следующим. Если кирпич упал снизу, то просто отняли массу, значит скорость увеличится. Затем добавили массу, так как кирпич свалился сверху, то есть вернул общую массу к исходному значению, значит и скорость восстановится. Отсюда можно положить, что скорость тележки с кирпичами после всех этих манипуляций останется 2 м/с…
Правильно ли это ? К сожалению, неправильно. Здесь интуиция может нас обмануть и подвести. И спасает только одно — расписывание формул подробно и последовательно.
Основной подвох:
Дело в том, что кирпич, который отрывается от тележки, в момент отрыва имеет скорость тележки, да ещё и направленную горизонтально, в ту же сторону, в которую двигалась тележка. Поэтому просто отрыв от дна тележки кирпича, при его падении через нижний люк, НЕ ИЗМЕНЯЕТ скорость тележки. Здесь нужно не спутать эту задачу с задачами про разрыв снаряда, когда какие-то части могут вообще назад полететь. Вот там совсем другое. Итак, после отрыва нижнего кирпича, у нас уменьшилась масса, но не изменилась скорость.
А вот второй случай, когда кирпич падает сверху, совсем другой. Падающий сверху кирпич ТОЛЬКО добавляет массу, но НЕ ИМЕЕТ горизонтальной составляющей скорости. В результате получается, что этот упавший сверху кирпич замедлит нашу тележку, ведь X-скорости он не имел, зато телегу нагрузил. Вот и весь подвох.
Правильный ход решения:
Для начала следует сделать рисунок. Я распишу четыре ситуации: 1 – тележка двигается с кирпичами, 2 – от тележки отсоединяется кирпич, падающий вниз из люка, 3 – тележка двигается со второй скоростью, на неё падает сверху такой же кирпич, 4 – движение тележки с третьей скоростью после падения кирпича сверху.
После рисунка перейдем к уравнениям, которые будут описывать закон сохранения импульса в проекция на ось OX, направленную вправо:
Понравилась заметка? Поставьте лайк, подпишитесь на канал! Вам не сложно, а мне очень приятно 🙂
Если Вам нужен репетитор по физике, математике или информатике/программированию, Вы можете написать мне или в мою группу Репетитор IT mentor в VK
Библиотека с книгами для физиков, математиков и программистов
Репетитор IT mentor в Instagram
Репетитор IT mentor в telegram
biched986
Вопрос по физике:
На концах длинной покоящейся тележки массой 100 кг стоят два мальчика массой по 50 кг каждый. Определить модуль скорости тележки относительно земли, если мальчики побегут навстречу друг другу со скоростями 8 мс и 4 мс относительно Земли. Трением тележки о землю пренебречь.
Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?
Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок – бесплатно!
Ответы и объяснения 1
ldremoumat
Дано:
М = 100 кг
m1 = m2 = 50 кг
v1 = 8 м/с
v2 = 4 м/с
____________
u – ?
Решение:
Запишем закон сохранения импульса для системы “мальчики-тележка” в проекции на ось Х, направленную вправо:
0 = m1v1 – m2v2 – (m1 + m2 + M)u
u = (m1v1 – m2v2) / (m1 + m2 + M)
u = (50*8-50*4)/(50+50+100) = 1 (м/с)
Знаете ответ? Поделитесь им!
Гость ?
Как написать хороший ответ?
Как написать хороший ответ?
Чтобы добавить хороший ответ необходимо:
- Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете
правильный ответ; - Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не
побуждал на дополнительные вопросы к нему; - Писать без грамматических, орфографических и
пунктуационных ошибок.
Этого делать не стоит:
- Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся
уникальные и личные объяснения; - Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не
знаю» и так далее; - Использовать мат – это неуважительно по отношению к
пользователям; - Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.
Есть сомнения?
Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует?
Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие
вопросы в разделе Физика.
Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи –
смело задавайте вопросы!
Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.
Лёгкая тележка с 10 мешками, массой m каждый, может катиться без сопротивления вдоль горизонтальной оси Ox. Первоначально она покоится, затем с неё начинают поочередно бросать мешки. Проекция их скорости относительно тележки на ось Ox равна V = 1 м/с. Найти модуль скорости тележки после того, как с неё скинули 8 мешков. Ответ выразить в м/с, округлив до сотых.
