На двух параллельных нитях подвешены одинаковые упругие шарики так что они соприкасаются
Два абсолютно упругих шарика подвешены на длинных нерастяжимых вертикальных нитях одинаковой длины так, что центры шариков находятся на одной высоте и шарики касаются друг друга (см. рисунок). Вначале отклоняют в сторону в плоскости нитей лёгкий шарик, отпускают его, и после лобового удара о тяжёлый шар лёгкий шарик отскакивает и поднимается на некоторую высоту h. Затем такой же опыт проводят, отклоняя из начального положения на ту же высоту тяжёлый шар. Во сколько раз высота подъёма лёгкого шарика после удара по нему тяжёлым шаром будет отличаться от той, что была в первом случае? Масса лёгкого шарика намного меньше массы тяжёлого, потерями энергии можно пренебречь. Ответ поясните, опираясь на законы механики.
1. Высота h подъёма лёгкого шарика в первом случае, очевидно, будет равна той, на которую его подняли. Это следует из законов сохранения импульса и механической энергии при абсолютно упругом ударе о массивный шар — лёгкий шарик просто отскакивает от неподвижного тяжёлого с той же по модулю скоростью, с какой он к нему приближался, и поднимается на исходную высоту.
2. Когда отклонили тяжёлый шар, он будет перед столкновением с неподвижным лёгким шариком иметь ту же скорость v, что и лёгкий шарик в первом случае.
3. В системе отсчёта, связанной с тяжёлым шаром, относительная скорость v лёгкого шарика после отскока сохранится по модулю, но изменит своё направление на противоположное.
4. Переходя обратно в неподвижную систему отсчёта, по закону сложения скоростей получаем, что отскок лёгкого шарика происходит с удвоенной скоростью: 2v.
5. При дальнейшем движении лёгкого шарика с удвоенной начальной скоростью в силу закона сохранения энергии 
(m – масса шарика) высота подъёма лёгкого шарика будет в 4 раза больше, чем в первом случае: 
Ответ: высота подъёма будет в 4 раза больше.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: высота подъёма будет в 4 раза больше) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: указание на характер отскока лёгкого шарика от тяжёлого шара, следующий из законов сохранения импульса и энергии, использование закона сложения скоростей и связи высоты подъёма шарика с квадратом его скорости) | 3 | ||||||
| Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т.п.) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт. В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.). В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения | 2 | ||||||
| Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки. На двух параллельных нитях подвешены одинаковые упругие шарики так что они соприкасаются8. Собственная циклическая частота колебаний математического ма- 3.19. Математический маятник длиной l = 1 м отводят от положения рав- 3.20. К оси подвижного легкого блока, подвешенного на k1 k2 3.21. На двух параллельных нитях подвешены одинаковые упругие ша- g = 9,8 м/с2, = 3,14; ответ представить в мс. 3.22. К динамометру, закрепленному вертикально, подвесили груз. При этом 3.23. Телу массой m, подвешенному на пружине жесткостью k, в поло- жении равновесия сообщают скорость , направленную вертикально 3.24. Найдите период вертикальных гармонических колебаний бутылки, На двух параллельных нитях подвешены одинаковые упругие шарики так что они соприкасаютсяДва абсолютно упругих шарика подвешены на длинных нерастяжимых вертикальных нитях одинаковой длины так, что центры шариков находятся на одной высоте и шарики касаются друг друга (см. рисунок). Вначале отклоняют в сторону в плоскости нитей лёгкий шарик, отпускают его, и после лобового удара о тяжёлый шар лёгкий шарик отскакивает и поднимается на некоторую высоту h. Затем такой же опыт проводят, отклоняя из начального положения на ту же высоту оба шарика, и затем одновременно отпуская их. Во сколько раз высота подъёма лёгкого шарика после столкновения с тяжёлым шаром будет отличаться от той, что была в первом случае? Масса лёгкого шарика намного меньше массы тяжёлого, потерями энергии можно пренебречь. Ответ поясните, опираясь на законы механики. 1. Высота h подъёма лёгкого шарика в первом случае, очевидно, будет равна той, на которую его подняли. Это следует из законов сохранения импульса и механической энергии при абсолютно упругом ударе о массивный шар — лёгкий шарик просто отскакивает от неподвижного тяжёлого с той же по модулю скоростью, с какой он к нему приближался, и поднимается на исходную высоту. 2. Когда отклонили оба шара, перед столкновением между собой каждый из них будет иметь в неподвижной системе отсчёта ту же скорость v, что и лёгкий шарик в первом случае. 3. В системе отсчёта, связанной с тяжёлым шаром, относительная скорость 2v лёгкого шарика после отскока сохранится по модулю, но изменит своё направление на противоположное. 4. Переходя обратно в неподвижную систему отсчёта, по закону сложения скоростей получаем, что отскок лёгкого шарика происходит с утроенной скоростью: 3v. 5. При дальнейшем движении лёгкого шарика с утроенной скоростью в силу закона сохранения энергии Ответ: высота подъёма будет в 9 раза больше. На двух параллельных нитях подвешены одинаковые упругие шарики так что они соприкасаютсяДва абсолютно упругих шарика подвешены на длинных нерастяжимых вертикальных нитях одинаковой длины так, что центры шариков находятся на одной высоте и шарики касаются друг друга (см. рисунок). Вначале отклоняют в сторону в плоскости нитей лёгкий шарик, отпускают его, и после лобового удара о тяжёлый шар лёгкий шарик отскакивает и поднимается на некоторую высоту h. Затем такой же опыт проводят, отклоняя из начального положения на ту же высоту оба шарика, и затем одновременно отпуская их. Во сколько раз высота подъёма лёгкого шарика после столкновения с тяжёлым шаром будет отличаться от той, что была в первом случае? Масса лёгкого шарика намного меньше массы тяжёлого, потерями энергии можно пренебречь. Ответ поясните, опираясь на законы механики. 1. Высота h подъёма лёгкого шарика в первом случае, очевидно, будет равна той, на которую его подняли. Это следует из законов сохранения импульса и механической энергии при абсолютно упругом ударе о массивный шар — лёгкий шарик просто отскакивает от неподвижного тяжёлого с той же по модулю скоростью, с какой он к нему приближался, и поднимается на исходную высоту. 2. Когда отклонили оба шара, перед столкновением между собой каждый из них будет иметь в неподвижной системе отсчёта ту же скорость v, что и лёгкий шарик в первом случае. 3. В системе отсчёта, связанной с тяжёлым шаром, относительная скорость 2v лёгкого шарика после отскока сохранится по модулю, но изменит своё направление на противоположное. 4. Переходя обратно в неподвижную систему отсчёта, по закону сложения скоростей получаем, что отскок лёгкого шарика происходит с утроенной скоростью: 3v. 5. При дальнейшем движении лёгкого шарика с утроенной скоростью в силу закона сохранения энергии Ответ: высота подъёма будет в 9 раза больше.
|
(m – масса шарика) высота подъёма лёгкого шарика будет в 9 раза больше, чем в первом случае: 
