Сохранение механической энергии с пружиной у стены

Вот набросок ситуации: у нас есть блок массой М и пружина, прикрепленная к одному концу этого блока. Блок двигается и въезжает в стену. Пружина сжимается до определенной максимальной точки. Трения между блоком и полом нет.

Я должен обосновать, почему механическая энергия сохраняется, если мы рассматриваем системный блок и пружину вместе. Обычно механическая энергия сохраняется, если к системе приложены только консервативные силы. Но сила реакции стены не является консервативной силой, хотя механическая энергия явно сохраняется, а кинетическая энергия блока преобразуется в потенциальную энергию пружины.

Каково правильное обоснование этого?

Сила консервативна.
Сила реакции стены консервативна? А, это бы многое объяснило. Но опять же, как мы можем обосновать, что эта сила консервативна? Это определенно работает, потому что оно параллельно, а не перпендикулярно движению, верно?
Какую работу совершает стена? Вт "=" Ф × д
Сила реакции стены может быть как консервативной по своему происхождению, если стена упругая и очень твердая, так и не быть, например, силой трения покоя, если стена на самом деле представляет собой какой-то большой камень, лежащий на земле. В любом случае работа, совершаемая его силой, пренебрежимо мала, когда стена не движется, поэтому она не влияет на сохранение энергии.
Я думаю, я получаю это. Таким образом, в уравнении W = F xd d будет пренебрежимо малым, что сделает работу незначительной, или я полностью ошибаюсь? Большое спасибо за вашу помощь.
Ты получил это. Таким образом, реальная стена может иметь некоторый запас прочности, и d не будет равным нулю, а сила не будет консервативной. Таким образом, вы задаете правильный вопрос — ответ заключается в том, что мы предпочитаем идеализировать ситуацию таким образом. Мы должны использовать очень жесткую стену, иначе мы ошибаемся. В реальном мире вам часто приходится искать причины, по которым ваши идеализации не сработали!

Ответы (1)

Эта ситуация ничем не отличается от того, что вы предполагаете, что упругий мяч ударяется о стену и упруго отскакивает от нее. В этом случае ваша пружина — это пружинное свойство связей между атомами шара и стенкой.

Итак, ваша система — это стена (с прикрепленной к ней Землей?) и шар.
Применяя закон сохранения импульса (отсутствие внешних сил) и закон сохранения кинетической энергии (упругое столкновение), вы обнаружите, что скорость мяча после отскока будет немного меньше скорости до отскока.
Это потому, что стена имеет импульс и, следовательно, кинетическую энергию.

Однако при сравнении относительных величин масс стены и мяча легко показать, что скорость отскока мяча равна скорости падения мяча в очень хорошем приближении.
Таким образом, механическая энергия системы шариков (пружина и шарик) сохраняется.

Сохранение механической энергии с пружиной у стены
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v