Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 13451
2020-02-22 
Деревянная линейка длиной $L = 40 см$, с постоянным поперечным сечением вдоль всей длины, падает, сохраняя положение, при котором ее длинная сторона остается вертикальной. Начальная скорость линейки равна нулю, до момента удара о жесткую горизонтальную поверхность линейка успевает пролететь в воздухе расстояние $d = 5 см$. Скорость распространения звука в дереве $v = 3,6 км/с$. Во сколько раз вес линейки во время удара больше силы тяжести?
Определения. Вес тела это сумма всех сил негравитационного происхождения, с которыми это тело действует на другие тела. Сила тяжести тела это сумма всех сил гравитационного происхождения, с которыми другие тела действуют на это тело.
Решение:
Сила тяжести линейки равна
$F_{т} = Mg$,
где $M$ - масса линейки. Во время удара на линейку действует сила со стороны горизонтальной поверхности, и она определяется скоростью $v$ распространения звуковых волн в материале, из которого изготовлена линейка. Скорость и линейки перед ударом направлена вертикально вниз и равна
$u = \sqrt{2gd} = 1 м/с$,
и за весьма короткое время
$\tau = \frac{L}{v} \approx 0,1 \cdot 10^{-3} c$
вся линейка останавливается. Если разделить импульс линейки, который был у нее за мгновение до начала удара, на время $\tau$, то получится сила, с которой на линейку действовала жесткая горизонтальная поверхность (действием силы тяжести в этот промежуток времени можно пренебречь ввиду ее малости). По третьему закону Ньютона линейка действовала на поверхность с такой же по величине, но противоположно направленной силой. Значит, вес линейки во время удара равен
$P = \frac{Mu}{ \tau} = \frac{Mv \sqrt{2gd}}{L}$.
Отношение веса и силы тяжести (они в рассматриваемом случае направлены в одну сторону) равно
$\frac{P}{F_{т} } = \frac{v \sqrt{2gd}}{Lg} = 900$.
Деревянная линейка длиной $L = 40 см$, с постоянным поперечным сечением вдоль всей длины, падает, сохраняя положение, при котором ее длинная сторона остается вертикальной. Начальная скорость линейки равна нулю, до момента удара о жесткую горизонтальную поверхность линейка успевает пролететь в воздухе расстояние $d = 5 см$. Скорость распространения звука в дереве $v = 3,6 км/с$. Во сколько раз вес линейки во время удара больше силы тяжести?
Определения. Вес тела это сумма всех сил негравитационного происхождения, с которыми это тело действует на другие тела. Сила тяжести тела это сумма всех сил гравитационного происхождения, с которыми другие тела действуют на это тело.
Решение:
Сила тяжести линейки равна
$F_{т} = Mg$,
где $M$ - масса линейки. Во время удара на линейку действует сила со стороны горизонтальной поверхности, и она определяется скоростью $v$ распространения звуковых волн в материале, из которого изготовлена линейка. Скорость и линейки перед ударом направлена вертикально вниз и равна
$u = \sqrt{2gd} = 1 м/с$,
и за весьма короткое время
$\tau = \frac{L}{v} \approx 0,1 \cdot 10^{-3} c$
вся линейка останавливается. Если разделить импульс линейки, который был у нее за мгновение до начала удара, на время $\tau$, то получится сила, с которой на линейку действовала жесткая горизонтальная поверхность (действием силы тяжести в этот промежуток времени можно пренебречь ввиду ее малости). По третьему закону Ньютона линейка действовала на поверхность с такой же по величине, но противоположно направленной силой. Значит, вес линейки во время удара равен
$P = \frac{Mu}{ \tau} = \frac{Mv \sqrt{2gd}}{L}$.
Отношение веса и силы тяжести (они в рассматриваемом случае направлены в одну сторону) равно
$\frac{P}{F_{т} } = \frac{v \sqrt{2gd}}{Lg} = 900$.
