СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
Физика
Cайты, меню, вход, новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 29 № 9072

На гладком горизонтальном столе покоится брусок с прикреплённой к нему гладкой изогнутой в вертикальной плоскости тонкой жёсткой трубкой (см. рисунок). Общая масса бруска с трубкой равна M = 0,8 кг. В верхний конец вертикальной части трубки, находящийся на высоте H = 70 см над бруском, опускают без начальной скорости маленький шарик массой m = 50 г. Другой конец трубки наклонён к горизонту под углом α = 30° и находится на высоте h = 20 см над бруском. Найдите модуль скорости, с которой будет двигаться брусок после того, как шарик вылетит из трубки.

Решение.

1. Из условия задачи следует, что шарик вылетит из трубки с некоторой скоростью относительно стола, а брусок приобретёт горизонтальную скорость направленную влево (см. рисунок).

2. Поскольку шарик в системе отсчёта, связанной с бруском, вылетает вдоль трубки со скоростью направленной под углом к горизонту, а сама трубка в момент вылета шарика движется влево со скоростью согласно классическому закону сложения скоростей имеем: и и по теореме косинусов

 

 

3. Поскольку механическая энергия системы сохраняется, то можно записать:

4. Сохраняется также и нулевая горизонтальная проекция импульса системы, так что

5. Решая полученную систему уравнений, находим модуль искомой скорости бруска:

 

м/с.

 

 

Ответ: м/с.

Источник: Тренировочная работа по физике 28.04.2017, вариант ФИ10503
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.1.1 Механическое движение. Относительность механического движения. Система отсчета, 1.4.3 Закон изменения и сохранения импульса, 1.4.8 Закон изменения и сохранения механической энергии