Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 3 гостя.

4. На невесомой нити, перекинутой через неподвижный цилиндр, подвешены два груза с массами m1 = 10 кг и m2 = 1 кг. Первоначально грузы удерживают на одной высоте. При освобождении грузов без начальной скорости первый из них опускается на высоту h = 2 м за время τ = 1 с, двигаясь равноускоренно. Какое количество тепла Q выделяется из-за трения нити о поверхность цилиндра за это время? Ускорение свободного падения принять g = 10 м/с2.

Решение.
 Используя кинематические соотношения, найдем ускорение грузов

a = 2h/τ2

и скорость, которую они приобретают за время движения
v = аτ = 2h/τ.

 Выбрав за нулевой уровень потенциальной энергии положение первого груза в конце движения, запишем закон изменения полной механической энергии:
(m1 + m2)gh = (m1 + m2)v2/2 + 2m2gh + Q.

Получаем искомую формулу для теплоты, подставляя значения в которую, найдем значение скорости грузов:
Q = (m1 − m2)gh − 2(m1 + m2)h22 = 92 Дж.