Форум сайта alsak.ru
Задачи и вопросы по физике => Динамика => Механика => Движение по вертикали => : ne fizik 11 November 2008, 23:56
-
Добрый вечер
Помогите решить задачу с прошедшей Олимпиады
(http://www.web-physics.ru/images/smf/image001.jpg)
Спасиб!
Если можно срочно.
-
Очень плохого качества рисунок, невозможно прочитать. Увеличьте размер рисунка хотя бы в раза два.
И за чем не физику (ne fizik) олимпиада по физике????
-
Большое спасибо, что откликнулись.
Я не физик, а задачку решала на Олимпиаде дочка друга. И там получились непонятки с официальным ответом на эту задачу.
Фотку с задачей прикреплял через http:// keep4u.ru/
выкладывал ее и так и сяк (в полном размере без сжатия 46 кб)На других сайтах всегда было без проблем. А на Вашем картинка оч. маленькая
Большой спасиб!
-
1. Рисунок надо было скопировать с сайта и вставить на форум. Я отредактировал ваш пост и таким образом вставил рисунок.
2. Мое решение задачи можно посмотреть на сайте physbook.ru (http://physbook.ru/index.php/%D0%A0%D0%B5%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5._%D0%97%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B8._%D0%A1%D0%B8%D0%BB%D0%B0_%D1%83%D0%BF%D1%80%D1%83%D0%B3%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8._%D0%A11).
-
Спасибо за ответ.
В принципе у нас тоже возникли сомнения по поводу шкалы безмена. Наверху безмена написано Н - т.е. Ньютоны. Но если в условии задачи сказано, что пружина удлинилась еще на 2 см., то понятно, что это относится к делениям шкалы, кот. показана на рисунке. Значит на шкале и Ньютоны и сантиметры совпадают. С натяжкой, но так получается. Иначе фраза "еще на 2 см" теряет всякий смысл!
Берем это за основу!
Тогда решать задачу можно двумя путями:
1. Через коэф. упругости: сила тяжести бруска 2 Н, путь 2 см… и т.д.
2. Только на основе 2 закона Ньютона, учитывая, что пружина растянулась ровно в 2 раза, тогда коэф. упругости пружины для расчетов не нужен!
Мое решение было таким:
1. Пружина растягивается весом свободно висящего бруска вниз силой F = mg.
2. Безмен по условиям задачи расположен вертикально, поэтому вектор силы тяжести бруска и вектор силы растяжения пружины разнонаправлены, и находятся на одной, отвесной к Земле линии. Поэтому про вектора можно забыть.
3. Стрелка безмена под действием веса свободно висящего бруска находится на отметке 2см – это точка, где силы упругости пружины вверх и силы тяжести бруска вниз уравновешены. Результирующая сила F = 0, поэтому подвешенный брусок, находится в состоянии покоя.
4. В задаче указано, что пружину растянули вниз рукой «еще на 2 см.» т.е. по рисунку в 2 раза
Следовательно, была приложена рукой вниз еще такая же сила, как была до этого, т.е. F = mg.
Сила действия равна силе противодействия – следовательно, на эту же величину, но уже вверх, направлена та сила упругости пружины, которая ускорит брусок вверх, когда его отпустят
Fyп = -kx = Fт = mg
5. Отсюда и моя формула расчета ускорения вверх, когда отпустят оттянутый вниз брусок (и он дойдет до прежней точки равновесия, отметки в 2 см)
a = F/m = mg/m = g
Вот это g (ускорение свободного падения) и есть правильный ответ!
Какие критические замечания? (Про деления шкалы, надеюсь, определились в начале)
-
Если принять ваше предположение, то ваше решение будет верным.
Но члены жюри могли во время олимпиады сообщить участникам дополнительную информацию, которая могла не совпадать с вашим предположением.
-
Большое спасибо за помощь и потраченное время.
Вы очень помогли.
-
Вот еще одно решение - через жесткость пружины. Автор решения тоже исходил из того, что на безмене показаны и Ньютоны и см. Таким образом он рассчитал жесткость пружины. Прокомментируйте пожалуйста
1 Н = 1 кг*1 м/1 с2
m - massa, a - uskorenije, k - zhestkostj pruzhiny, x - distancija
ma = sum(Fi) в данном случае ma = kx => a = kx/m
Жесткость пружины (k) равна 2 Н/2 см = 100 Н/м
a = 100 ((кг*м/(с2)/м) * 0,02 м / 0,2 кг = 100 (кг/(с2)) * 0.02 м / 0,2 кг = 10 м/(с2)
Т.е. наши ответы почти совпадают. НО!!!
У него конкретная величина - 10, а у меня g - ускорение своб падения, величина переменная - зависит от месторасположения безмена на Земле. На полюсе, на экваторе и на опред. высоте будут разные значения g.
Т.е. брусок будет в разных точках Земли ускорятся по разному, с разным a = g
Какой ответ правильный 10 или g ?
(если принять, что на шкале безмена и Ньютоны и см.)
Спасибо.
-
ne fizik писал(а):
Автор решения тоже исходил из того, что на безмене показаны и Ньютоны и см.... Жесткость пружины (k) равна 2 Н/2см = 100Н/м
1. Нельзя по одной шкале измерять и Ньютонах, и см. Нужно считать, или что шкала в Ньютонах, тогда задача не имеет решения, или в см.
2. Жесткость пружины k = mg/x. Для тела массой 200 г сила тяжести mg = 2 Н, если g = 10 м/с2. Если подставить для расчета g = 9,8 м/с2, то получится ваш ответ.
-
Может мы отрываем Вас...
Извиняйте.
Вы, наверно, не поняли вопрос.
Но Вы физики - народ дотошный, тут мелочей не бывает. Про 9.8 я ничего не говорил. Мой ответ - G (величина переменная)
И по поводу шкалы безмена мы приняли за аксиому, что там и Ньютоны и см.
Повторю, иначе теряет всякий смысл фраза "еще на 2 см".... Куда мне смотреть, читая "2 см"? На шкалу, куда же еще... значит, там и см. тоже. А насчет 2 Ньютонов я могу на рисунок и не смотреть, т.к. по условию задачи сказано "брусок массой 200 грамм", а он и создает силу 2 Ньютона.
Ваше замечание по поводу условий задачи нам понятно - оно не корректно. Зачем к этому еще раз возвращаться?
Так абс. точный (а не приблизительный) ответ (если принять за аксиому, что на шкале указаны и Ньютоны и см.) - 10 или G ?
Спасибо.
-
ne fizik писал(а):
Так абс. точный (а не приблизительный) ответ (если принять за аксиому, что на шкале указаны и Ньютоны и см.) - 10 или G?
При условии, что шкала динамометра в см, точный ответ g.
Повторю, иначе теряет всякий смысл фраза "еще на 2 см"....
Вот вам пример, когда фраза "еще на 2 см" не подразумевает, что до этого пружина была растянута на 2 см: "Пружину растянули на 10 см, а затем еще на 2 см"
И по поводу шкалы безмена мы приняли за аксиому, что там и Ньютоны и см.
Ваша аксиома не правильная, нам вообще не нужна шкала в Ньютонах.
А насчет 2 Ньютонов я могу на рисунок и не смотреть, т.к. по условию задачи сказано "брусок массой 200 грамм", а он и создает силу 2 Ньютона.
Расхождение ваших ответов в этой фразе. Не зацикливайтесь на силе 2 Ньютона. Еще раз повторяю: "Для тела массой 200 г сила тяжести mg = 2 Н, если g = 10 м/с2", если g = 9,8 м/с2 - сила тяжести mg = 1,96 Н. Если в решении вы подставите силу mg, то и получите ответ g.
-
Повторю, иначе теряет всякий смысл фраза "еще на 2 см"....
Вот вам пример, когда фраза "еще на 2 см" не подразумевает, что до этого пружина была растянута на 2 см: "Пружину растянули на 10 см, а затем еще на 2 см"
Мдя... погружаемся в казуистику :)
Учитывая, что не было в условии "Пружину растянули на 10 см", то прочитав "еще на 2 см" остается только посмотреть на шкалу безмена и увидеть, что до этого безмен показывал 2 см.- точку отсчета. Иначе никаких привязок.
Всё. Больше вас пытать не буду.
Большое спасибо за развернутые ответы.