Предмет: Физика, автор: анонимныйанонимус

ПЯТНАШКА!!! помогите, люди!
Какую минимальную работу нужно произвести для того, чтобы
поднять за один конец цепь массой 5 кг и длиной 2 м, лежащую на
горизонтальной плоскости, на высоту, равную её длине (т.е. нижний конец цепи находится на расстоянии 2 м от плоскости).
просто я не вкурсе, как найти силу, пока цепь поднимается.


анонимныйанонимус: спс, кстати, а почему это без разницы?
ChessAze: A=mg*S=5*9.8*2=98 или если округлить g то A=mg*S=5*10*2=100 Дж
анонимныйанонимус: ответом напиши
ChessAze: Ок
ChessAze: Нет затрат на большую скорость поднятия , на то оно и равномерное движение
ChessAze: Оно идеально
анонимныйанонимус: спасибо!!!!
Dredo: Все, что здесь написано, неверно, так как цепочка не является материальной точкой.
анонимныйанонимус: см ниже

Ответы

Автор ответа: ChessAze
3
A=mg*S=5*9.8*2=98 или если округлить g то A=mg*S=5*10*2=100 Дж

анонимныйанонимус: немного не правильно(((
Dredo: угу =(
Автор ответа: Dredo
10
Дело в том, что в рамках данной задачи цепочку нельзя считать материальной точкой, поэтому, для записи работы воспользуемся теоремой о центре масс (работа силы, действующей на конец цепочки в рамках задачи будет полностью эквивалентна работе той же силы по перемещению центра масс, т.е., можно считать, что в центре масс сосредоточена вся масса цепочки). 
По теореме об изменении механической энергии, работа есть изменение энергии. Поскольку подъем осуществляется очень медленно, ускорением пренебрегаем.
Выберем нулевой уровень потенциальной энергии на полу. Тогда:
очевидно, что центр масс в момент времени, когда вся цепочка лежит на полу, находится на нулевой высоте, а в момент, когда другой конец цепочки вот-вот оторвется от пола, находится на высоте, равное половине длины цепочки. Таким образом, подъем цепочки эквивалентен подъему материальной точки той же массы на высоту, равную половине ее <цепочки> длины. Запишем это:
A=\Delta W=mg\frac l 2=5\cdot 10\cdot \frac 2 2=50  Дж.
Ответ: 50 Дж.
Приведу второй способ решения такой задачки.
Работа численно равно площади под графиком зависимости силы от расстояния.
По-взрослому это надо записать так: A=\int (\vec F \cdot d\vec r) (вообще говоря, это самое правильное определение механической работы).
Поднимая веревку, сила, с которой ее необходимо тянуть, в каждый момент времени разная. На наше с вами счастье, она растет линейно в силу однородности поля тяжести. Поэтому, чтобы посчитать такую работу, нужно взять среднее значение силы и умножить ее на перемещение точки ее приложения. Очевидно, что средняя сила в этому случае - \frac {mg}{2}. Запишем это:
A=\frac {mg}{2}\cdot l=50 Дж.
Разумеется, ответ тот же самый.


анонимныйанонимус: теорема о центре масс
анонимныйанонимус: не проходили((
Dredo: :<
Dredo: теорема о центре масс гласит, что любое тело ненулевых размеров и имеющем массу почти всегда можно заменить на точку, в которой сосредоточена вся масса тела.
анонимныйанонимус: спс
Dredo: более того, в однородном поле силы тяжести центр масс совпадает с центром тяжести. поэтому очевидно, что у цепочки постоянной плотности центр масс находится посередине.
Dredo: кстати
Dredo: ту задачу можно решить и другим способом, не прибегая к центру масс
анонимныйанонимус: еще вопрос, это ведь только для подъёма цепочки, когда конец цепочки вот-вот оторвется от пола?
Dredo: ну да. это то, что хотят в задаче. если поднимать ее еще выше, появится еще одно слагаемое mgh, где h - излишек высоты
Похожие вопросы
Предмет: Қазақ тiлi, автор: Лилиябелая
Предмет: Алгебра, автор: fedor20903listru