在农村人们盖房打地基叫打夯.夯锤的结构如图所示,参加打夯的共有5人,四个人分别握住夯锤的一个把手,一个人负责喊号,喊号人一声号子,四个人同时向上用力将夯锤提起
在农村人们盖房打地基叫打夯.夯锤的结构如图所示,参加打夯的共有5人,四个人分别握住夯锤的一个把手,一个人负责喊号,喊号人一声号子,四个人同时向上用力将夯锤提起,号音一落四人同时松手,夯锤落至地面将地基砸实.某次打夯时,设夯锤的质量为80kg,将夯锤提起时,每个人都对夯锤施加竖直向上的力,大小均为250N,力的持续时间为0.6s,然后松手,夯锤落地时将地面砸出2cm深的一个凹痕.求:⑴夯锤能够上升的最大高度?⑵夯锤落地时对地面的平均作用力为多大?( g =10 m / s 2 )
(1) (2) N =2.33×10 4 N
⑴设每个人对夯锤施加的力用F表示,根据牛顿第二定律有: ……⑴
施力过程中夯锤上升的高度为 h 1 ,松手时夯锤获得的速度为 v ,松手后夯锤能上升的高度为 h 2 , 夯锤能上升的最大高度为 h ,根据运动规律有: ………⑵
…⑶
⑷
⑸
代入数值后可解得: ⑹
⑵设夯锤与地面撞击的过程中,地面对夯锤的平均作用力为 N ,研究夯锤从最高点至落到地面的过程,应用动能定理可得: ⑺
将Δ h =0.02及第⑴问所得结果代入上式可得: N =2.33×10 4 N ⑻
根据牛顿第三定律,此即等于夯锤对地面的平均作用力.
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