- Банк заданий
- Физика
- Задание 7346
Задание №7346 ЕГЭ по Физике
Кусок пластилина сталкивается со скользящим навстречу по горизонтальной поверхности стола бруском и прилипает к нему. Скорости пластилина и бруска перед центральным ударом направлены взаимно противоположно и равны vпл = 15 м/с и vбр = 5 м/с. Масса бруска в 4 раза больше массы пластилина. Коэффициент трения скольжения между бруском и столом µ = 0,17. На какое расстояние переместятся слипшиеся брусок и кусок пластилина к моменту, когда их скорость уменьшится на 30%? Какие законы вы использовали для решения этой задачи? Обоснуйте их применимость к данному случаю.
Дано: vпл = 15 м/c; vбр = 5 м/c; 4mпл = mбр; µ = 0,17; 0,3v1 = v0
Найти: S - ?
Обоснование:
Рассмотрим задачу в системе отсчёта, связанной с Землёй. Будем считать эту систему отсчёта инерциальной (ИСО). Движение бруска поступательное, его можно описать моделью материальной точки.
Для нахождения скорости тел после абсолютно неупругого столкновения пластилинового тела с бруском используем закон сохранения импульса. Им можно воспользоваться, так как система является замкнутой, то есть внешние силы существенного действия на скорость, возникающую сразу после столкновения, не оказывают.
Для нахождения ускорения, с которым тела будут двигаться в дальнейшем, будем использовать второй закон Ньютона. Им можно воспользоваться, так как по условию задачи видно, что система является инерциальной.
Решение:
Запишем закон сохранения импульса:
Подставим (2), (3) и (4) в (1):
В дальнейшем тела будут двигаться равнозамедленно под действием постоянной силы трения. В этом случае можно воспользоваться вторым законом Ньютона:
Подставим (9) в (11):
Подставим (12) в (10):
Используем законы кинематики для движения тела с постоянным ускорением:
Подставим (7) в (15):
Ответ: S = 0,15 м
Источник: NeoFamily