Primero revise los pasos generales para aplicar la ley de conservación del momento para resolver problemas: 1. Estudie claramente el sistema y determine si se conserva; 2. Elija la dirección positiva para definir el impulso total antes y después de la acción 3. Después de P =, use la ecuación de la ley de conservación del impulso para resolver...
II. Discusión en clase (1) Problema de colisión 1. Colisión: La colisión se refiere al proceso en el que el estado de movimiento cambia significativamente en un período de tiempo muy corto cuando objetos en movimiento relativo se encuentran. 2. Características de la colisión: El tiempo de impacto de la colisión y la explosión es extremadamente corto y la fuerza interna es mucho mayor que la fuerza externa. Se puede considerar que el impulso del sistema se conserva. 3. Clasificación de las colisiones: colisión centrada (colisión frontal) y colisión no centrada (colisión oblicua). Ejemplo 1. Sobre una superficie horizontal lisa, dos bolas se mueven a la misma velocidad a lo largo de una línea recta que conecta sus centros. El siguiente fenómeno puede ser: (AD) A. Si dos bolas tienen masas iguales, se separarán a velocidades iguales. Si dos bolas tienen masas iguales, se moverán en la misma dirección con la misma velocidad. c. Si las dos bolas tienen masas diferentes, se separarán entre sí a velocidades iguales. Si dos bolas tienen diferente masa, después del choque se moverán en la misma dirección con la misma velocidad. Ejemplo 2. Un bloque de madera con masa m se coloca sobre una mesa horizontal lisa. Una bala con masa m golpea el bloque en dirección horizontal con velocidad v0 y permanece en él y se mueve con el bloque * * *. el bloque es (B ) A y mv0b, c, mv0-;d, mv0 - Ejercicio: Los barcos de ambas partes A y B son de masa m, navegan uno hacia el otro con la misma velocidad v. Una persona con masa m se encuentra en el barco del Grupo A, no se considera la resistencia al agua. Cuando salta del barco A al barco B, y luego salta del barco B al barco A, la velocidad del barco B se vuelve cero. ¿Cuál es la velocidad del barco A? (2) Ejemplo 3 de modelo de barco tripulado. Un barco con masa m = 300 kg y longitud l = 3 m flota en aguas tranquilas. Al principio, una persona con masa m = 60 kg se encuentra en la proa del barco y tanto el hombre como el barco están en reposo. Si el hombre caminara de proa a popa, ¿qué distancia recorrería el barco, sin importar la resistencia del agua? (0,5 m) Ejemplo 4. Hay un automóvil con masa m sobre una superficie horizontal lisa y personas con masas m1 y m2 se encuentran en ambos extremos del automóvil. Todos están descansando. Cuando dos personas se enfrentan, ¿en qué dirección se mueve el auto? Ejemplo 5. Como se muestra en la figura, una cuña triangular con masa m y longitud de base b se coloca sobre una superficie horizontal lisa. Encuentre la distancia recorrida por la cuña cuando una bola de masa m se desliza desde arriba hacia abajo de una pendiente sin velocidad inicial. () Ejercicio: Hay una persona de masa m en un globo de masa m. El globo y la persona todavía están en el aire a una altura h sobre el suelo. Desde el globo se baja una escalera sin masa. ¿Qué longitud debe tener una escalera al menos para que alguien pueda deslizarse con seguridad hasta el suelo? (3) Ejemplo de análisis dinámico 6. El control deslizante con masa m descansa sobre una superficie horizontal lisa. La parte inferior de la superficie de arco suave del control deslizante es tangente a la superficie horizontal. Una bola con masa m corre hacia el control deslizante con una velocidad v0. Suponiendo que la pelota no puede pasar por encima del control deslizante, ¿cuál es la rapidez de la pelota cuando alcanza su punto más alto? Ejemplo 7. Dos imanes idénticos (magnéticos) son extremadamente fuertes, se fijan en automóviles de igual masa y tienen una superficie horizontal lisa. Al principio, la velocidad del automóvil A es de 3 m/s y la velocidad del automóvil B es de 2 m/s. Están en direcciones opuestas y en la misma línea recta, como se muestra en la figura. (1) Cuando la velocidad del vehículo es cero, ¿cuál es la velocidad del automóvil A? ¿Cuál es la dirección? (2) Debido a su fuerte magnetismo, dos autos no chocarán. Entonces, cuando la distancia entre los dos autos es la más corta, ¿cuál es la velocidad de los dos autos? ¿Cuál es la dirección? Ejemplo 8. Dos niños, A y Ji, estaban sentados en un carrito de hielo y jugaban sobre el hielo horizontal. La masa de A y su carrito de hielo es m = 30 kg, y la masa de Ji y su carrito de hielo también es de 30 kg. En el juego, A está empujando una caja con masa m = 15 kg, deslizándose con él a una velocidad de V 0 = 2,0 m/s, y se ha estado deslizando de frente a la misma velocidad, como se muestra en la figura. Para evitar la colisión, A repentinamente empujó la caja hacia él a lo largo de la superficie del hielo y rápidamente agarró la caja cuando se deslizó a su posición original. Sin tener en cuenta la fricción del hielo, ¿con qué rapidez debe A empujar la caja hacia afuera (en relación con el suelo) para evitar chocar con ella? (5,2 m/s)Ejemplo 9.
Con una velocidad horizontal de 2 m/s, la cinta transportadora entrega equipaje con una masa de 20 kg a un carro con una masa de 30 kg que originalmente está estacionario sobre una vía horizontal lisa. Si el coeficiente de fricción cinética entre el equipaje y el automóvil es 0,4, tome g = 10 m/S2 y encuentre: (1) ¿Cuánto tiempo le toma al equipaje deslizarse sobre el automóvil antes de permanecer relativamente estacionario con el automóvil? (2) ¿Cuánto tiempo le toma al automóvil evitar que el equipaje se salga del automóvil? Ejemplo 10. Una rana de juguete de masa m se agacha sobre el poste delgado de un automóvil de masa m que descansa sobre una superficie horizontal lisa. Si la longitud del auto es L y la altura de la varilla delgada es H, ubicada en el medio del auto, como se muestra en la figura, intente encontrar la velocidad horizontal mínima V a la que la rana de juguete salta antes de caer. la mesa. ()Ejercicio 1: Como se muestra en la figura, es liso en la superficie horizontal. b, v/3; c, v; d, 2v Ejercicio 2: Hay dos bolitas A y B de radio R en una órbita horizontal suave, con masas m y 2m respectivamente. Cuando la distancia entre centros de las dos bolas es mayor que L (L es mucho mayor que R), no hay interacción entre las dos bolas. Cuando la distancia entre los centros de dos bolas es igual o menor que L, existe una fuerza repulsiva constante F entre las dos bolas. Suponemos que la bola A se mueve desde un lugar alejado de la bola B hacia la bola B, que originalmente está estacionaria, a lo largo de la línea recta que conecta las dos bolas. Como se muestra en la figura, ¿qué condiciones deben cumplirse para que v0 impida que las dos bolas entren en contacto? Ejercicio 3: Como se muestra en la imagen, hay dos automóviles A y B sobre una superficie horizontal lisa y hay una pared vertical en el lado izquierdo de la superficie horizontal. Hay un niño sentado en el auto B. La masa total del niño y el auto B es 10 veces la del auto A. Ambos autos están en reposo al principio. El niño empuja el auto A hacia afuera con una velocidad V relativa al suelo. El auto A aún regresa a su velocidad original después de golpear la pared. Después de que el niño recibe el auto A, lo empuja hacia afuera con una velocidad V relativa al suelo. Cada vez que se empuja el automóvil hacia afuera, la velocidad del automóvil A con respecto al suelo es V y la dirección es hacia la izquierda. Entonces, después de que el niño empuje el Coche A varias veces, ¿el Coche A no podrá recibir el Coche A cuando regrese? (6 veces) Solución: Tomando la dirección horizontal derecha como dirección positiva, cuando el niño empuja el auto A por primera vez MBv1-mAv=0-MAV = 0, es decir: v 1 = cuando el auto A arranca; enésima vez: MAV MBVN- 1 =-MAV MBVN, VN-VN-1 =, entonces: VN = V1 (. En un momento determinado, el vagón con masa m detrás del tren se desacopla, pero la fuerza de tracción de la locomotora no El vagón de desacoplamiento acaba de detenerse. Instantáneamente, ¿cuál es la velocidad del tren que va delante? (Dos soluciones) Ejercicio 5: Coloca dos trozos de madera A y B de la misma altura uno al lado del otro sobre una superficie horizontal lisa, con masas. Ma = 2 kg y MB = 0,9 kg La superficie inferior de es lisa, pero la superficie superior es rugosa. Otro objeto C (puede considerarse como una partícula) con masa m = m=0,1 kg está exactamente al nivel de la superficie superior. de A a una velocidad de VC = 10 m/s Deslizándose, el objeto C finalmente se detiene en B. En este momento, la velocidad * * * de B y C es V = 0.5 m/s. ? (0,25) Ejercicio 6: Como se muestra en la figura, la masa de una partícula es m. Se dispara una bala horizontalmente contra un bloque de madera suspendido en el aire por una cuerda ligera a una velocidad de v. La masa del bloque de madera. es m y la longitud de la cuerda es L. La bala permanece en el bloque de madera Encuentre la fuerza en la cuerda en el momento después de que la bala se dispara al bloque de madera. Ejercicio 7: Como se muestra en la figura. una plataforma lisa con una altura de H = m1 = 0,2 kg, un objeto B con una masa de M2 = 0,3 kg está estacionario en la plataforma y otro objeto A con una masa de m1 = 0,2 kg está estacionario en la plataforma V1. = 5 m/s se mueve hacia B. A y B se separan después de la colisión. El objeto B finalmente aterriza en el borde de la plataforma a 2 m del borde derecho de la plataforma, por lo que el objeto A debe caer en el lado izquierdo de la plataforma, con un distancia horizontal de 0,5 desde el borde de la plataforma m..(tomar g = 10m/S2)