Приветствую всех читающих! Итак, два фундаментальных закона — сохранения энергии и импульса. Все читающие, кому на ЕГЭ — надеюсь, знают их формулировки. Все интересующиеся — своим чередом придет момент пояснения и этой темы). Пока затачиваемся на ЕГЭ. И отдельно про закон сохранения импульса сейчас я рассказывать не буду. Только в связке с законом сохранения энергии. И решать какие - либо задачи в числах тут я тоже не склонна. Мы разбираемся в алгоритмах применения законов. Чиселки подставит любой решатель, какие ему угодно).
Пример 1. Просто применим закон сохранения энергии. После удара клюшкой шайба начала скользить вверх по ледяной горке от ее основания, и у ее вершины имела скорость V1. Высота горки H. Трение шайбы о лед пренебрежимо мало. Как определить скорость шайбы сразу после удара? Смотрим рисунок.
Пример 2. Энергия в колебаниях. Математический маятник в виде шарика, подвешенного на длинной легкой нерастяжимой нити, совершает колебания. Максимальная потенциальная энергия шарика в поле тяжести, если считать ее равной нулю в положении равновесия, равна E. Максимальная скорость шарика в процессе колебаний равна V. Определим массу шарика.
Пример 3. Горка с двумя вершинами. На гладкой горизонтальной поверхности стола покоится горка с двумя вершинами, высоты которых h1 и h2 (см. рисунок). На правой вершине горки находится шайба. Масса горки в n раз больше массы шайбы. От незначительного толчка шайба и горка приходят в движение. При этом шайба движется влево, не отрываясь от гладкой поверхности горки, а горка не отрывается от стола, и здравый смысл и закон сохранения импульса подсказывают,что движется она вправо. Определим, как описать такую систему.
Пример 4. Разрыв снаряда. Снаряд массой M, движущийся со скоростью V разрывается на две равные части, одна из которых продолжает движение по углом бета к направлению движения снаряда, а другая — под углом альфа к первоначальному направлению. В момент разрыва суммарная кинетическая энергия осколков увеличивается за счет энергии взрыва на величину ΔЕ. Скорость первого осколка равна V1, скорость второго V2. Опишем систему и найдем алгоритм для поиска ΔЕ.
Из двух способов раскрытия закона сохранения импульса - выбирайте любой, какой ближе. И сводите систему уравнений.
Пример 5. Неочевидная сила трения. Горизонтальная поверхность разделена на две части: гладкую и шероховатую. На границе этих частей находится небольшой брусок. Со стороны гладкой части на него налетает по горизонтали пуля массой М со скоростью V1. Определите расстояние L, которое пройдет кубик до остановки после абсолютно упругого центрального соударения с шаром. Коэффициент трения кубика о поверхность μ .
Если говорить строго, то брусок — не материальная точка и при переходе его на шероховатую поверхность нужно учитывать, что сила трения — меняется… Но это уже — вузовская задача).
Решая задачу 26 и следуя при этом рекомендациям ФИПИ, для задач на законы сохранения импульса и сохранения энергии необходимо обосновании указать выбор ИСО, использование модели материальных точек, а затем условия применимости законов сохранения импульса и энергии. Для закона сохранения импульса могут рассматриваться два случая:
1. действием внешних сил можно пренебречь в силу краткости времени их действия(как при разрыве снаряда, например);
2. проекции внешних сил на выбранную ось равны нулю, и, следовательно,сохраняется проекция импульса на эту ось.
Для закона сохранения механической энергии необходимо отметить, что либо все действующие силы потенциальны, либо выполняется условие равенства нулю их работы, так как работа и элементарное перемещение составляют в каждой точке траектории угол в 90 градусов.
Завтра пойдем в молекулярку и термодинамику! До встречи!