ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ примеры решения задач начало

Пример 7. Из пружинного пистолета был произведен выстрел вертикально вверх. Определить высоту h, на которую поднимается пуля массой m = 20 г, если пружина жесткостью k = 196 Н/м была сжата перед выстрелом на х = 10 см. Массой пружины пренебречь.

Решение. Система пуля — Земля (вместе с пистолетом) яв­ляется замкнутой системой, в которой действуют консервативные силы — силы упругости и силы тяготения. Поэтому для решения задачи можно применить закон сохранения энергии в механике. Согласно этому закону, полная механическая энергия Е1 системы в начальном состоянии (в данном случае перед выстрелом) равна полной энергии Е2 в конечном состоянии (когда пуля поднялась на высоту h), т. е.

E1=E2 , или T11=T22,  (1)
где T1 и T2 — кинетические энергии системы в начальном и конеч-­
ном состояниях; П1 и П2— потенциальные энергии в тех же состоя­-
ниях.

Так как кинетические энергии пули в начальном и конечном со­стояниях равны нулю, то равенство (1) примет вид

П1= П2. (2)

Если потенциальную энергию в поле тяготения Земли на ее по­верхность принять равной нулю, то энергия системы в начальном состоянии равна потенциальной энергии сжатой пружины, т. е.

 , а в конечном состоянии — потенциальной энергий пули на высоте Л, т. е.

Подставив приведенные выражения П1 и П2 в формулу (2), найдем

Произведя вычисления по последней формуле, получим h=5 м.

Механическим движением называется изменение взаимного расположения тел относительно друг друга в пространстве с течением времени. Любое механическое движение относительно. Материальной точкой называется такое тело, размерами и формой которого можно пренебречь в сравнении с размерами других тел или расстояниями до них в условиях данной задачи
Основы физики и электротехники. Лекции, курсовые, задачи, учебники