Помогите решить задачку по физике

← →
Mayor (2003-06-29 16:09) [0]

К грузу массой M1=7кг подвешен на канате другой груз массой M2=5кг. Какое натяжение будут испытывать верхний конец и середина каната, если всю систему поднимать вертикально вверх с силой F=240Н, приложенной к бОльшему грузу? Масса каната M3=4кг

Я не понимаю немного про растяжение. На верхний блок по идее действуют силы:

F-M1*g-T=0, где T - как раз растяжение каната. Но это не так... не могу понять как делать...

Из той же серии не могу решить:

Однородный стержень длиной L лежит на гладком горихонтальном столе. На стержень действую силы F1 и F2<F1, приложенные к его концам и направленные в разные стороны (F1 приложена к левому концу, F2 к правому). С какой силой F растянут стержень в сечении, находящемся на расстоянии L от левого конца стержня?

Помогите решить эти две задачи! Саму арифметику не надо, просто хотя бы уравнения откуда все выразить можно, с объяснением почему уравнения такие...
Туплю я что-то!

← →
Всеволод Соловьёв (2003-06-29 16:20) [1]

разницы нет, на каком расстоянии :)

← →
sergey2 (2003-06-29 16:25) [2]

Почему это нет? Канат ведь имеет массу...

← →
Ihor Osov'yak (2003-06-29 16:25) [3]

1 задача

Ищешь ускорение системы в общем: a(m1+m2)=F-g(m1+m2)
потом натяжение каната a*m2 = T-g+m2; здесь T - натяжение

с первого уравнения а подставляешь во второе..

Фактически это 2 закон ньютона для системы в целом и для меньшего груза в отдельности

← →
Ihor Osov'yak (2003-06-29 16:27) [4]

2 Всеволод Соловьёв © (29.06.03 16:20)

Есть разница. Ибо канат не двигается и в дело вступает ее величество сила трения покоя

← →
Ihor Osov'yak (2003-06-29 16:28) [5]

да, к первой задаче не учел массу каната.
Должно быть так:

← →
Ihor Osov'yak (2003-06-29 16:30) [6]

m1 - сверху
a(m1+m2+m3)=F-g(m1+m2+m3)
a*m1=F-T1;
a+m3=T1-T2;
a+m2=T2-m2*g;

Решаешь систему уравнений..

← →
Ihor Osov'yak (2003-06-29 16:32) [7]

T2 - растяжение нижнего конца

Растяжение середины - рассмотрим систему из нижнего груза и половины каната.

Тогда Тс-m2*g=a(m2+m3/2)

← →
Ihor Osov'yak (2003-06-29 16:49) [8]

Задача 2

Канат не двигается и в дело вступает ее величество сила трения покоя.

Если немного раскинуть мозгами, то можно сообразить, что на единицу длинны стержня

действует одинаковая сила трения покоя (исходим из однородности распределенния

массы стержня). Раскидываем дальше, и делаем вывод о том, что ввиду этого

обстоятельства (не расскидывания, а одинаковости силы трения на единицу длинны)

растяжение меняется по линейному закону..

Следовательно,
Fx=F1-kx, k - кооеэф, x - смещение
и для полной длинны F2=F1-kL;
отсюда k=(F1-F2)/L

и растяжение на смещение l:
Fl=F1-l*(F1-F2)/L

Ps.. Такие задачки я щелкал лет 25 назад, или в восьмом, или девятом классе одной левой ногой.. Но физиком я не стал. Это отдельная история..

← →
Mayor (2003-06-29 18:39) [9]

a(m1+m2+m3)=F-g(m1+m2+m3)

Непонятно, почему можно рассматривать систему как единое целое

a*m1=F-T1;

Что это ? Закон Ньютона для верхнего груза?
А где же сила m1g ?

a+m3=T1-T2;
a+m2=T2-m2*g;

Вообще ахинея. Нельзя складывать массу и ускорение (a+m3)

← →
Ihor Osov'yak (2003-06-29 19:43) [10]

> Вообще ахинея. Нельзя складывать массу и ускорение (a+m3)

Опячатка. Умножить конечно, соображать надо.

> Непонятно, почему можно рассматривать систему как единое целое

А как еще рассматривать? Что там закон второй Ньютона говорит?

Сумма всех внешних сил, действующих на систему равен произведению массы системы в целом на ускорение центра масс.

F-g(m1+m2+m3) - сумма сил
a(m1+m2+m3) - произв. массы на ускорение

> А где же сила m1g ?

Все верно. Нужно учесть. Вообще то принято рисунок делать, но влом было..
Поэтому и ошибся. Нужно так:

a*m1=F-T1-m1*g;
a*m3=T1-T2-m3g;
a*m2=T2-m2*g;

и соотв. для системы из нижнего груза и половинки каната сила натяжения будет уже внешней и

Тс-m2*g-(g*m3/2)=a(m2+m3/2)
Здесь силе нятяжения Tc противодействует вес нижнего груза и вес половины каната, система движется с ускорением a и имеет вес (m2+m3/2)

Сорри мелкие ошибки.. Но главное - метод то верен..

← →
Mayor (2003-06-29 20:23) [11]

Уж извините, но готовлюсь к поступлению, и такая задача... ломаю голову, никак не могу понять. Что-то е клеится у меня с натяжением:

"Гибкий канат массой m подвешен в двух точках так, что вблизи точек подвеса он образует с горизонтом угол a. Определите силу натяжения каната в нижней точке A и в точке подвеса

← →
Ihor Osov'yak (2003-06-29 20:46) [12]

С предыдущими разобрался?

В точке подвеса для Np справедливо 2*Np*sin(alpha) = mg;
В нижней точке Nn=Np*cos(alpha)

Подсказка. Сделай рисунок, изобрази внешние силы, действуюште на канат.
Их три - сила тяжения, можешь "условно прикрепить" к центру каната, то есть нижней точке, и две силы, действующих на канат со сотороны точек подвеса. Согласно третьего закона Ньютона, сила действующая со стороны точки подвеса равна силе натяжения каната в точке подвеса.
В точке подвеса сила натяжения действует вдоль линии каната, то есть также образует угол альфа к горизонту. То есть, сида в точке подвеса будет образовывать такой же угол к горизонтали. Разложим эту силу (силу в точке подвеса) на верт. и гориз. составляющие. Теперь - сила тяжения уравновешивается вертикальными составляющими этих сил. Их две - ибо две точки подвеса. Собственно так мы получаем первое уравнение.

Теперь расмотрим левую половинку каната. Она неподвижна. Значит сумма всех сил - нулевая. В том числе и сумма сил в проекции. Рассмотрим силы в проекции на горизонталь. Их только две - собственно горизонтальная составляющая силы в точке подвеса и сила натяжения в нижней точке (она естественно направлена горизонтально). Отсюда вывод - натяжение в нижней точке равно по величине горизонтальной сост. натяжения в верхней точке, что и написано во втором уравнении..

← →
wnew (2003-06-29 21:33) [13]

http://www.easyschool.ru/?action=tarif :)

← →
Ihor Osov'yak (2003-06-29 21:37) [14]

2 wnew © (29.06.03 21:33)

Да ладно, настроение у меня сегодня нерабочее. Плюс детство вспомнил.. Заодно человеку может на пользу пошло..

← →
wnew (2003-06-29 21:47) [15]

А здесь, кстати действительно, кое-что может помочь в плане подготовки к вступительным экзаменам http://www.otbet.ru/index.phtml (бесплатно)

← →
wnew (2003-06-29 22:11) [16]

http://irodov.nm.ru/1/info.htm

← →
Mayor (2003-06-29 22:44) [17]

Ihor Osov"yak, на самом деле - огромное спасибо ! У меня такая запарка!

← →
Ihor Osov'yak (2003-06-29 23:10) [18]

2 Mayor (29.06.03 22:44)

Не поверишь, у меня тоже..

← →
Mayor (2003-06-30 21:34) [19]

Только почему-то ответ для cила натяжения в центре каната 0.5*m*g*ctg(a)

← →
рыжый (2003-06-30 21:40) [20]

>2*Np*sin(alpha) = mg;
Nn=Np*cos(alpha)

>Только почему-то ответ для cила натяжения в центре каната 0.5*m*g*ctg(a)

2*Np*sin(alpha) = mg; => Np = md/(2*sin(a))

подставить в нижнюю -
Nn=Np*cos(a) = md*cos(a)/(2*sin(a)) = 0.5*m*g*ctg(a)

Так в чем же проблема то?

← →
Mayor (2003-07-01 16:01) [21]

Туплю я блин.

Я как только отпостил вчера сообщение - тут же подумал -а чего это я ? Если сделать как Ihor Osov"yak писал, то все как в ответе...

совсем крыша едет ...

← →
wnew (2003-07-01 16:52) [22]

> Mayor (01.07.03 16:01)

рыжый (30.06.03 21:40) - это и есть Ihor Osov"yak :)

← →
Mayor (2003-07-05 16:15) [23]

Блин, долго, долго думал, но так и не понял Ihor Osov"yak © (29.06.03 16:49)

Причем здесь сила трения покоя ?

А если бы их растягивали в воздухе ? Хотя ответ получается правильный !!!

Но я не понимаю...

← →
Ihor Osov'yak (2003-07-05 17:17) [24]

Ибо присутствует. Она компенсирует разницу растягивающих сил - тело то ведь не движется..

← →
Mayor (2003-07-05 18:20) [25]

процитирую

>Однородный стержень длиной L лежит на гладком горихонтальном столе

если написано, что стол гладкий, то, по моему, это означает, что сила трения отсутствует...

← →
Ihor Osov'yak (2003-07-05 18:31) [26]

Это по твоему. А согласно Ньютона, для случая нетодвижного тела равнодействующая всех сил должна быть нулю. То есть, кроме F1 и F2 должна быть треться сила. Сила трения покоя. А упоминание о том, что стол гладкий и стержень однородный - это тонкий намек на то, что можно эту силу трения покоя считать равномерно распределенной по длине стержня..

← →
uw (2003-07-05 18:49) [27]

Вторая задача (в предположении, что трения нет):

Однородный стержень длиной L лежит на гладком горизонтальном столе. На стержень действуют силы F1 и F2<F1, приложенные к его концам и направленные в разные стороны (F1 приложена к левому концу, F2 к правому). С какой силой F растянут стержень в сечении, находящемся на расстоянии l от левого конца стержня?

На стержень действует сила F1-F2, поэтому оно имеет ускорение

a = (F1-F2)/M.

Пусть на расстоянии l от левого конца вправо действует сила F. Масса левой части m = (l/L)*M. Тогда

F1-F = (l/L)*M*a = (l/L)*M*(F1-F2)/M = (l/L)*(F1-F2).

Отсюда

F = (F1*(L-l)+F2*l)/L.

← →
Mayor (2003-07-05 20:11) [28]

uw, спасибо ! Как я сам не догадался ! И ответ в ответах дан именно в таком виде.

Единственное, что настораживает

>Однородный стержень длиной L лежит

так двигается он блин или нет. С другой стороны стол гладкий. А в задачах гладкий обозначает, что коэффициент трения равен нулю

← →
Mayor (2003-07-05 20:14) [29]

И еще одна задачка ! Последняя, которая вызывает у меня затруднения !

"Два удаленных изолированных металлических сферических тела радиусами R1 и R2 заряжены до потенциалов f1 и f2 соответственно. Тела соединили тонким длиным проводником. На сколько изменится энергия системы ?"

Особо интересует что будет при соединении. Потенциалы сравняются и будут равны (f1+f2)/2 ?
Заряды будут одинаковы ?

← →
uw (2003-07-05 20:26) [30]

>Mayor (05.07.03 20:11)

Я думаю, все-таки эта задача на динамику, поэтому так и решал. Но если стол шероховатый, то результат все равно будет таким же.

← →
uw (2003-07-05 21:00) [31]

Потенциал сферы U = q/R, поэтому сначала мы имели заряды

q1 = f1*R1 и q2 = f2*R2.

После соединения потенциалы выровняются, а заряды изменятся и станут Q1 и Q2, соответственно. Поэтому

Q1+Q2 = q1+q2
Q1/R1 = Q2/R2

Отсюда

Q1+(R2/R1)*Q1=q1+q2

Q1=((f1*R1+f2*R2)/(R1+R2))*R1
Q2=((f1*R1+f2*R2)/(R1+R2))*R2

U1=U2=((f1*R1+f2*R2)/(R1+R2))

и сравниваешь U1+U2 с f1+f2. Вроде так.

PS. Для шероховатого стола на самом деле данных не хватает, и то, что я про это сказал, - ерунда.

← →
Ihor Osov'yak (2003-07-05 21:05) [32]

2 uw © (05.07.03 20:26)

Да, можно и так. То есть имеем ситуацию, когда условие можно неоднозначно трактировать.. Хотя лежит - значит лежит. Если бы рассматривался случай равноускоренного движения, то наверное говорилось бы "находится", может было бы еще указание - трением пренебречь.. А то подучается гадание на кофейной гуще.. Если тема по динамике - то как Вы говорили, если по статике - то вероятнее, как я.. Хотя на вступительных это вряд ли будет уточнено.. Остается приводить оба варианта решения, с пометкой "научитесь составлять задачи, прохвесора" :-)

← →
uw (2003-07-05 21:22) [33]

>Ihor Osov"yak © (05.07.03 21:05)

Для шероховатого стола на самом деле данных не хватает. Действительно, пусть стержень весит тонну, а силы - порядка 1 кГ. Тогда на некотором отдалении от конца стержня никакого растяжения не будет, т.к. вся сила будет скомпенсирована очень большим трением.

Слово "лежит" неудачное, но можно трактовать так: лежит, потом к нему прилагают силы - и все как у нас в решении.

← →
Ihor Osov'yak (2003-07-05 21:31) [34]

2 uw © (05.07.03 21:22)

Ну, тогда нужно рассматривать три варианта. Один рассмотрел я, второй Вы, третий подсказан Вами также. Зы - на олимпиадах иногда такие задачи специально давались (в свое время я то ним поездил немгого) - с целью поиска тех ребят, которые "все варианты видят".. То есть - с первого взгляда задача простенькая, а в самом деле - с подножкой..

← →
Кен (2003-07-06 02:07) [35]

Знаете чего я в таких случаях советую ?
Поскольку это форум программистов, а не философов, то надо написать программу, которая бы эмулировала законы динамики. Дальше мы создаём в ней конструкцию с грузами, и смотрим как они и с какими параметрами будут двигаться.

К сожалению сегодня это давольно сложно. Но думаю, что через несколько лет такие задачи только так и будут решать. Жду Матрицу.

Смоделировать ситуацию можно было бы в Дельфи ОДЕ ( открытый динамический движок )
http://www.cambrianlabs.com/Mattias/DelphiODE/
( Хоть демки зацените )
Работает совместно с GLScene. Я пытался в нём разобраться, но уж очень муторно. Но может кому ещё интересно.

← →
uw (2003-07-06 09:58) [36]

` - А кто создает образовательные ленты? Специалисты по производству
лент? А кто же тогда создает ленты для их обучения? Специалисты более
высокой квалификации? А кто создает ленты... Ты понимаешь, что я хочу
сказать. Где-то должен быть конец. Где-то должны быть мужчины и женщины,
способные к самостоятельному мышлению.

Айзек АЗИМОВ. ПРОФЕССИЯ

http://fantasy.kiev.ua/koi/A/Asimo/rar/PROFESS.htm

← →
KSergey (2003-07-06 10:53) [37]

> Ihor Osov"yak © (05.07.03 21:05)
> по статике - то вероятнее, как я.. Хотя на вступительных
> это вряд ли будет уточнено.. Остается приводить оба варианта
> решения, с пометкой "научитесь составлять задачи, прохвесора"

Если есть запас мощи на 2 решения - то можно поступить и так. Но все же вступительные - это не олимпиада, а потому лучше уточнить и присутствующих экзаменаров непонятный (спорный) момен и, вожможно, переписать в свой листок уточненное задание (со ссылкой почему оно тут переписано и кем одобрена такая формулировка)

← →
Mayor (2003-07-06 14:28) [38]

Блин, а как измерить массу тела в невесомости ?

P.S. Если дано два нагревательных элемента - то нужно их соединить параллельно, чтобы вода быстрее закипела ?

← →
Ihor Osov'yak (2003-07-06 14:59) [39]

2 Mayor (06.07.03 14:28)

Блин .. Способов много. Например, заставить тело двигаться с известным ускорением и измерить силу, нужную для этого.. А затем вспомнить второй закон Ньютона. Пример реализации - начинаем вращать на центрифуге с известной угловой скоростью и измеряя силу давления тела на "стенку" центрифуги.. Зная углувую скорость и радиус вращения - ускорение, надеюсь, сможешь определить..

Еще можно на основании закона сохранения импульса. Например, соединить сжатой пружиной с телом известной масы, пружину зафиксировать ниткой. Система должна покоится в пространстве (начальный импульс нулевой). Пережечь нитку и измерить скорости после отталкивания. Потом m1*v1=m_etalonnaya*v2; масса пружины должна быть малой для небольшой погрешности.. Чтобы исключить погрешности, вносимые пружиной - то можно организовать абсолютно неупругое столкновение (если иследуемые тела этого не боятся)

О кипятильниках. Это зависит от того, что у тебя есть - или источник напряжения, или источник тока.. Впрочем, в школьной программе рассматривают тоько источники напряжения. Для них - естественно - паралельно, ведь тогда мощность U*U/R - то есть, чем меньше сопротивление при постоянном напряжении (постоянство напряжения - фишка источника напряжения) - тем выше мощность..

Зы. Давай так. Ты немного книги читай, и думать начинай, тогда меньше вопросов будет..

2 uw © (06.07.03 09:58)

Хорошая вещь. Раньше не видел..

← →
Mayor (2003-07-06 15:35) [40]

Ihor Osov"yak, способы ваши я понимаю. Но вряд ли они имелись в виду. В таких задачках обычно есть какой-то стандартный, очень простой в исполнении способ. У вас нужна центрифуга или прибор для измерения скорости (линейка, секундомер)
Имхо, должен быть способ проще.

тогда мощность U*U/R - то есть, чем меньше сопротивление при постоянном напряжении (постоянство напряжения - фишка источника напряжения) - тем выше мощность..

Согласен. Но вы не учли некоторого факта. С таким же успехом можно сказать, что мощность будет равна I*I*R, соответственно, чем больше сопротивление - тем больше мощность. Верно ? :-)

Помогите решить задачку по физике Найти похожие ветки