Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Задача 3. Молот массой 5 кг, двигаясь со скоростью 4 м/с, ударяет по железному изделию, лежащему на наковальне
|
|
Молот массой 5 кг, двигаясь со скоростью 4 м/с, ударяет по железному изделию, лежащему на наковальне. Масса наковальни вместе с изделием равна 95 кг. Считая удар неупругим, определить энергию, расходуемую на ковку (деформацию) изделия. Определить коэффициент полезного действия (КПД) удара.
| Дано: | Решение: |
| m 1 = 5 кг m 2 = 95 кг v 1 = 4 м/с v 2 = 0 | Систему, состоящую из молота, изделия и наковальни, считаем замкнутой во время удара, когда силы ударного взаимодействия значительно превышают равнодействующую сил тяжести и силы реакции опоры. К такой системе можно применить закон сохранения импульса. |
| E деф =? |
Во время удара изменяется только кинетическая энергия тел, поэтому энергия Е деф, затраченная на деформацию, равна разности значений механической энергии системы до и после удара
, (1)
где u –общая скорость всех тел, входящих в систему, после неупругого удара. Эту скорость найдем на основе закона сохранения импульса
, (2)
откуда
. (3)
Подставив в формулу (1) значение u из выражения (3), определим Е деф:
. (4)
Полезной считается энергия, затраченная на деформацию. Поэтому КПД равен
. (5)
Подставив числовые значения заданных величин в формулу (5), получим:
.
Из выражения (5) видно, что КПД удара тем больше, чем больше масса наковальни по сравнению с массой молота.