[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 2 из 3«123»
Модератор форума: Сергеев_ЕВ, Ishina 
Форум учителей » Форумы для учителей предметников » Форум учителей физики » Обсуждаем понятия физики
Обсуждаем понятия физики
prediger Дата: Понедельник, 07.11.2016, 10:08 | Сообщение #11
фотография отсутствует
Зачастивший
Группа: Проверенные
Сообщений: 73
Статус: Отсутствует
Цитата Roman163 ()
В общем на лабе по физике препод задала вопрос Как при не упругом ударе система импульсов замкнутая, а у энергии система механическая не замкнутая

Очевидна агрессивность невежды, изъясняющегося на жаргоне: "лабы", "препод", "система импульсов замкнутая" - нет такого термина в теории удара, "у энергии система механическая не замкнутая " - у механической системы  энергия, а не наоборот. При ударе есть "вмешателство со стороны других тел", например, при ударе мяча о стенку "вмешивается" стена.  Закон сохранения импульса при ударе предлагаю и предполагаю обсудить в теме "Обсуждаем понятия физики" .
wrobel Дата: Воскресенье, 13.11.2016, 15:46 | Сообщение #12
фотография отсутствует
Начинающий
Группа: Пользователи
Сообщений: 5
Статус: Отсутствует
кстати об упругих соударениях
Цитата prediger ()
Чтобы оживить обсуждение,
Прикрепления: 5269745.png(146Kb)
prediger Дата: Вторник, 22.11.2016, 10:02 | Сообщение #13
фотография отсутствует
Зачастивший
Группа: Проверенные
Сообщений: 73
Статус: Отсутствует
Цитата wrobel ()
Прикрепления: 5269745.png(146Kb)

Пусть, для простоты, шары с самого начала находятся в контакте, размеры шаров малы по сравнению с начальной высотой над землей, шары падают на упругое неподвижное препятствие, и два удара (нижнего шара о препятствие и верхнего о нижний) происходят одновременно. При падении скорости шаров одинаковы и не зависят от их массы.
Нижний шар, ударившись об упругое препятствие, мгновенно меняет  направление своей скорости, сохраняя ее величину. Верхний шар обладает той же скоростью по величине, но движется к препятствию. Имеет место встречный удар двух шаров. При встречном ударе шары обмениваются скоростями, если массы шаров одинаковы. Падающий вниз верхний шар  после удара должен двигаться вверх, нижний - вниз. Но нижний шар не может двигаться вниз (препятствие мешает). Поэтому он остается неподвижным. Механическая энергия системы двух шаров сохраняется и при падении, и при упругих ударах.
Вся энергия "перекачивается" в верхний шар. Поскольку массы шаров одинаковы, энергия верхнего шара удваивается, и шар поднимается на высоту, вдвое большую первоначальной (потенциальная энергия пропорциональна высоте).
wrobel Дата: Вторник, 22.11.2016, 15:34 | Сообщение #14
фотография отсутствует
Начинающий
Группа: Пользователи
Сообщений: 5
Статус: Отсутствует
правильное решение: Доступно только для пользователей

Сообщение отредактировал Сергеев_ЕВ - Среда, 23.11.2016, 20:39
prediger Дата: Вторник, 22.11.2016, 21:45 | Сообщение #15
фотография отсутствует
Зачастивший
Группа: Проверенные
Сообщений: 73
Статус: Отсутствует
Цитата wrobel ()


По этой ссылке  видел рекламу файлообменника и не видел какого-либо решения. Заметьте,  тема называется "Обсуждаем понятия физики", и я оставил Вам возможность продолжить обсуждение. Например, Вы могли бы возразить, что при ударе нижний шар сжимается  препятствием и верхним шаром, и потому отталкивается от препятствия с меньшей скоростью по сравнению со скоростью до удара, потерянная энергия  передается верхнему шару.
Приглашаю Вас изложить решение, которое Вы считаете правильным.


Сообщение отредактировал Сергеев_ЕВ - Среда, 23.11.2016, 20:40
Сергеев_ЕВ Дата: Среда, 23.11.2016, 20:45 | Сообщение #16
Профиль пользователя Сергеев_ЕВ
Модератор форума
Группа: Модераторы
Сообщений: 2896
Статус: Отсутствует
Цитата prediger ()
По этой ссылке  видел рекламу файлообменника и не видел какого-либо решения. ...
Приглашаю Вас изложить решение, которое Вы считаете правильным.
А я призываю к соблюдению наших Правил. Если выше опубликованная ссылка битая, да, к тому же, ещё и уводящая в подозрительное "неизвестно куда", то у меня возникает желание прервать Вашу содержательную дискуссию удалением последних постов.

Но это - пока только намерение... wink




Окажу помощь в создании и администрировании учительских сайтов в системе uCoz
wrobel Дата: Среда, 23.11.2016, 21:42 | Сообщение #17
фотография отсутствует
Начинающий
Группа: Пользователи
Сообщений: 5
Статус: Отсутствует
вот верное решшение

Но по настоящему сложная и содержательная, хотя и вполне школьная задача (для какой-нибудь школьной физ-мат конференции) должна звучать так. Шары налетают на стену в невесомости с одинаковой скоростью, которая известна. Найти все возможные отношения масс шаров при которых большой шар в конце концов остановится, а малый улетит вон. Удары абсолютно упругие, в начале шары не смоприкасаются. Кстати, удар при котором в стенку влетают соприкасающиеся шары некорректен см Болотин С.В., Карапетян А.В., Кугушев Е.И., Трещев Д.В. Теоретическая механика.
Прикрепления: 4195748.png(45Kb) · 6192583.png(145Kb)


Сообщение отредактировал wrobel - Среда, 23.11.2016, 21:59
prediger Дата: Суббота, Вчера, 09:58 | Сообщение #18
фотография отсутствует
Зачастивший
Группа: Проверенные
Сообщений: 73
Статус: Отсутствует
Цитата wrobel ()
вот верное решшение
 Возможно какой-нибудь школьник  так бы  и получил решение, которое в сообщении 17 названо верным, но грамотный школьник принял бы в соображение, что в задаче три упругих тела, а не два; он также учел бы, что при прямом ударе шара о плоскость  шар сохраняет величину скорости, но меняет ее направление, т.е., отскакивает от плоскости.  Поэтому, грамотный школьник решал бы задачу как указано ниже.

Вводятся обозначения:  начальная высота центра нижнего шара - H, верхнего - H+2R+a (R - радиус каждого из шаров, 2R+a - начальное расстояние между центрами ), r=m1/m2 - отношение масс шаров; g - ускорение свободного падения; земля рассматривается как упругая горизонтальная плоскость (в противном случае кинетическая энергия системы при каждом ударе убывает).  x - вертикальная ось, x1(t)  и x2(t) - координаты центров шаров в момент t, x1'(t) и x2'(t) - скорости шаров в момент t.
Равенство  x2(t*)=0 (1) выполняется для момента t*, когда нижний шар ударяется о землю, скачок скорости при ударе дается условием x2'(t*+0) = - x2'(t*-0) (2), где t*-0 и t*+0 - мгновения перед и после t*.  При столкновении шаров над землей выполняется условие x1(t**)-x2(t**)=2R (3), где  t** - момент столкновения.Скачки скоростей при столкновении шаров над землей даются формулами (см. Сообщение #8) x1'(t**+0)=(r-1)/(r+1) x1(t**-0)+2/(r+1)x2'(t**-0),
x2'(t**+0)=2r/(r+1)x1'(t**-0)+(1-r)/(1+r)x2'(t**-0)  (4) .
Пусть t1, t2, t3 ... - последовательные моменты столкновений нижнего  шара с землей, tau1, tau2, tau3, ... - последовательные моменты столкновений двух шаров над землей. На интервалах между указанными мгновениями зависимость координат от времени  описывается элементарными формулами вида x(t)= -0,5gt^2 +bt+c, содержащимися в школьных учебниках физики.

Привожу результаты расчетов. На интервале 0<t<t1 (от начала движения до первого удара нижнего шара о землю в момент t1 ).  Элементарный расчет дает:
x1(t)=H+2R+a-gt^2/2 , x2(t)=H-gt^2/2;  t1= sqrt(2H/g) - квадратный корень из 2H/g,
x1'(t1-0)=x2'(t1-0)=-sqrt(2gH).
Поскольку верхний шар отстает от нижнего, первое столкновение шаров произойдет после первого удара нижнего шара о землю: t1<tau1.Для интервала t1<t<tau1 (между первым ударом о землю и последующим первым столкновением над землей в момент tau1) находим:
x1'(t1+0)=-sqrt(2gH), x2'(t1+0)=sqrt(2gH), x1(t1)=2R+a, x2(t1)=0,
x1(t)=2R+a-sqrt(2gH)(t-t1)-0,5g(t-t1)^2, x2(t)=sqrt(2gH)(t-t1)-0,5g(t-t1)^2,
x1'(t)=-sqrt(2gH)-g(t-t1), x2'(t)=sqrt(2gH)-g(t-t1).Условие (3) дает  tau1=sqrt(2H/g)(1+a/(4H)).
Для скоростей перед столкновением получаем
x1'(tau1-0)=-sqrt(2gH)(1+a/(4H)) (5a),   x2'(tau1-0)=sqrt(2gH)(1-a/(4H)) (5b).
Для скоростей после первого столкновения над землей в момент tau1 из (4) следует
v1= x1'(tau1+0)= sqrt(2gH)c1, c1=(3-r)/(r+1)-a/(4H) (6a) ,
v2=x2'(tau1+0)= sqrt(2gH)c2, c2=(1-3r)/(r+1)-a/(4H) (6b.
В момент столкновения координаты центров шаров равны x1(tau1)=2R+h, x2(tau1)=h, h=a/2-a^2/(16H).
Для t>tau1 находим x1(t)=2R+h+v1(t-tau1)-0,5g(t-tau1)^2 (7), x2(t)=h+v2(t-tau1)-0,5g(t-tau1)^2 (8);
формула (7) описывает траекторию верхнего шара на интервале tau1<t<tau2 (до второго столкновения над землей), формула (8) описывает траекторию нижнего шара на интервале tau1<t<t2 (до второго удара о землю).Условие x2(t2)=0 приводит к значению  t2=t*.  Если tau2>t*, то до второго столкновения в воздухе может произойти несколько ударов нижнего шара о землю.Скорость верхнего шара до столкновения (в момент tau1-0) направлена вниз при любом соотношении масс (см. 5a).  После удара (в момент tau1+0) направление скорости v1 вернего шара сохраняется или изменяется на противоположное в зависимости от знака c1  (см. 6a); направление скорости нижнего шара зависит от знака c2.  Если с2=0, то  c1=4(1-r)/(1+r); равенство с2=0 означает, что на интервале времени  после столкновения нижний шар начинает движение с нулевой скоростью; в этом случае t2=tau1+sqrt(2h/g).
В случае, когда a/(4H) много меньше 1 (например, a=4см, H=1м, a/(4H)=0,01), равенство с2=0  выполняется при значениях r, близких к 1/3, и, следовательно, с1 близко к 2; x1(t) достигает максимума при t-tau1=2 sqrt(2H/g), и, следовательно,
tau2-tau1>4 sqrt(H/h).  Нижний шар не менее 4 sqrt(H/h) раз ударится о землю, прежде чем столкнется с верхним шаром. При a=4см, H=1м находм h=2см, 4 sqrt(H/h)=28 приблизительно.


Сообщение отредактировал prediger - Суббота, 03.12.2016, 10:12
iyugov Дата: Суббота, Вчера, 10:21 | Сообщение #19
Профиль пользователя iyugov
Активист
Группа: Друзья
Сообщений: 1086
Статус: Отсутствует
Хм, "незначительный зазор"... Соударение происходит ещё в воздухе - в результате взаимной гравитации и/или воздушного мешка от большего шара. Порядок столкновений влияет на решение?

У меня ещё со школы вопрос, сам не разобрался. Энергия ведь дискретна. В том числе, значит, потенциальная энергия тела над землёй. Значит, все множители m*g*h тоже дискретны. В том числе высота h и то расстояние, что входит в формулу расчёта g, тоже дискретны. Значит, расстояние между любыми двумя телами дискретно? А если да, то разве нельзя расположить три тела так, что при перемещении одного из них дискретность одного из расстояний нарушилась?


Dixi.
prediger Дата: Суббота, Вчера, 10:45 | Сообщение #20
фотография отсутствует
Зачастивший
Группа: Проверенные
Сообщений: 73
Статус: Отсутствует
Цитата iyugov ()
Энергия ведь дискретна
Мне потребовалось 10 суток, чтобы содержательно продолжить дискуссию.
Коллеге для продолжения потребовалось всего 23 минуты. Завидую таланту.
Форум учителей » Форумы для учителей предметников » Форум учителей физики » Обсуждаем понятия физики
Страница 2 из 3«123»
Поиск:

Если Вы хотите оставить сообщение на форуме,
то рекомендуем Вам зарегистрироваться на нашем сайте или войти на портал как зарегистрированный пользователь