Question

Кусок пластилина массой 200 грамм бросают вверх с начальной скоростью 10 м в секунду.Через 0,4 секунды свободного полёта пластилин встречает на своём пути висящий на нити брусок массой 200 грамм. Чему рана потенциальная энегрия бруска с прилипшим к нему пластилином относительно начального положения бруска в момент полной его остановке?Удар считать мгновенным,сопротивлением воздуха пренебречь.(Подробно,с полным решением пожалуйста)

Answer 1

При таком неупругом мгновенном ударе сохраняется только импульс. Но сначала найдем импульс, с каким подлетел кусок к бруску. 

Скорость за время полета упадет на gt = 0.4*10 = 4 м/с и будет 10-4=6м/с
Импульс куску будет $p = mv_2 = 0.2cdot6 = 1.2$ кг*м/с

Этот же начальный импульс по закону сохранения будут иметь слипшиеся грузик и кусок. Теперь введем ноль потенциальной энергии на начальной высоте бруска. По закону сохранения энергии вся кинетическая энергия слипшихся бруска и куска перейдет в искомое приращение потенциальной энергии. Выразим кинетическую не через скорость, а через импульс

$Delta E_p = E_k = frac{p^2}{2(m+M)} = frac{1.44}{2cdot(0.2+0.2)} = 1.8$

Ответ 1.8 Дж

Answer 2

дано  m=M=0,2 кг   t=o,4с    Еp- ?

1) Vy=Vo-g*t=10-10*0,4=6 м/с

2) по закону сохранения импульса  m*V=(m+M)*U
U=m*V/(m+M)=0,2*6/0,4=3м/с

3) по закону сохранения энергии (m+M)*V^2/2=Ep
Ep=0,4*9/2=1,8 Дж

Ответ Ep=1,8 Дж