Практика AP Physics Вопрос экзамена B относительно импульса [закрыто]

Я пытаюсь пересмотреть импульс для предстоящего экзамена AP. Я буду сдавать экзамен AP Physics C по механике, но я просто практиковался на любых бесплатных ответах, которые мог найти, и наткнулся на этот. Это от 1983 года, бесплатный ответ номер 2. Там говорится:

Блок массы М покоится на горизонтальной поверхности без трения и прикреплена, как показано выше, к расслабленной пружине жесткости к . Второй блок массы 2 М и начальная скорость в 0 сталкивается с первым блоком и прилипает к нему. Разработайте выражения для следующих величин через М , к , и в о .

а.) в , скорость блоков сразу после удара.

b.) x максимальное расстояние, на которое сжимается пружина.

Схема, которая пришла с проблемой

Итак, я довольно легко получил (а), просто используя закон сохранения импульса. Я нашел результат

в "=" 2 3 в 0

Для части b я начал с определения изменения кинетической энергии двух блоков сразу после удара до точки, где их скорость равна нулю в результате отрицательной работы, которую пружина выполняет над блоками. я нашел это

К я "=" 1 2 ( 3 М ) [ 2 3 в 0 ] 2 "=" 2 3 М в 0 2
и что
К ф "=" 0

Затем я приравнял это изменение к К с Работой, проделанной весной, и получил

2 3 М в 0 2 "=" 1 2 к Икс я 2 1 2 к Икс ф 2 "=" 1 2 к Икс 0 2 1 2 к ( Икс 0 Икс ) 2
Затем я попытался решить это уравнение для x, которое представляет собой расстояние, на которое сжимается пружина, и обнаружил, что
Икс "=" 1 2 * ( Икс 0 + с д р т ( Икс 0 2 + 4 3 ( М в 0 2 к ) )
из квадратной формулы. Теоретически я не вижу в этом ничего плохого, но согласно решениям, которые я нашел в Интернете, люди приравнивают изменение K к изменению импульса и получают следующее уравнение:
2 3 М в 0 2 "=" 1 2 к Икс 2
Может ли кто-нибудь объяснить, почему это уравнение было бы верным, или, в противном случае, где я мог ошибиться в своих собственных расчетах? Я ценю помощь.

Это то же самое, что и ваше уравнение, просто мы определяем Икс 0 "=" 0 и Икс 0 Икс Икс в последнем уравнении.
А, понятно. Наверное, я немного запутался, потому что пружина была закреплена справа, а не слева, как я привык.

Ответы (1)

Это уравнение фактически приравнивает кинетическую энергию системы блоков к потенциальной энергии пружины.

К "=" 1 2 ( 3 М ) ( 2 в 0 3 ) 2

п "=" 1 2 к ( Δ Икс ) 2

Затем упрощая кинетическую энергию и приравнивая два результата, как вы нашли в Интернете.

2 3 М ( в 0 ) 2 "=" 1 2 к ( Δ Икс ) 2