Груз массой m1=100г подвешен к одному из концов однородного алюминиевого стержня, а на расстоянии d=20см от него к стержню подвешен груз массой m2=200г. На каком расстоянии от первого груза нужно расположить опору, чтобы стержень покоился в горизонтальном положении? Длина стержня l=1м, площадь поперечного сечения S=1см^2, плотность алюминия 2700 кг/м^3. ответ дайте в см

Объяснение:

Дано:

V₀ = 10 м/с

H = 3 м

____________

S₂/S₁ - ?

1)

Фейерверк взрывается на горизонтальной поверхности.

Дальность полета осколков максимальна при угле α=45⁰.

Радиус разлета:

R₁ = V₀²·sin 2α / g = 10²·1 / 10 = 10 м.

2)

Теперь проделаем следующую работу: перенесем эту горизонтальную плоскость на высоту H в точку А.

Сделаем чертеж.

В точке B осколок падает под углом α к горизонту.

Разложим скорость на две составляющие. Поскольку угол α=45°, то:

Vₓ = Vy = V₀·cos 45° = 10·√2 / 2 ≈ 7 м/с

Время падения найдем из уравнения:

Н = Vy · t + g·t²/2

3 = 7·t + 5·t²

Отсюда:

t = 0,34 с

L = Vₓ·t = 7·0,34 ≈ 2,4 м

Тогда:

R₂ = R₁ + L = 10 + 2,4 = 12,4 м

3)

Отношение площадей равно квадрату отношения радиусов:

S₂/S₁ = (R₂/R₁)² = (12,4 / 10)² ≈ 1,5 раза

Для решения данной задачи определим понятие "Давление". Давление есть сила, действующая на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. Запишем P = m*a / S . Здесь P - давление, m - масса куба, a - ускорение, S - площадь, на которую куб воздействует. В случае, если лифт стоит на месте или прямолинейно и равномерно движется, то a = g = 9,8 м/с2 , где g - гравитационная постоянная.

В нашем же случае, когда лифт ускоряется a = g + 1 = 10.8 м/с2, а когда замедляется a = g - 1 = 8,8 м/с2.

S легко найти, т.к. нам известен размер ребра куба L = 20 см = 0.2 м.
Итак, S = 0.2 * 0.2 = 0.04 м2

Осталось найти массу куба. Как известно масса равна произведению объёма на плотность материала:
m = V * p

Объём куба равен размеру его грани в кубе, т.е. V = 0.2 * 0.2 * 0.2 = 0.008 м3.

Вычислим массу куба:
m = V * p = 0.008 * 2300 = 18.4 кг

Теперь мы знаем все параметры и можем вычислить давление куба на пол:

При ускорении лифта:
P = m * (g + 1) / S = 18.4 * 10.8 / 0.04 = 4968 Па

При замедлении лифта:
P = m * (g - 1) / S = 18.4 * 8.8 / 0.04 = 4048 Па