Каковы показания весов в момент удара? (18 февраля 2009)

Груз массой 1 кг падает на чашку весов с высоты 10 см. Каковы показания весов в момент удара, если после успокоения качаний чашка весов опустится на 5 см?

Источник: Капельян, Малашонок, Ракина, Фарино. Сборник задач по физике для 9-11 классов.

1. Считаем, что чашка имеет массу, тогда Mg = kx − показания весов до удара и, так как пружина не сжата, в момент удара.

2. Чтобы определить показание весов в момент удара, надо знать время взаимодействия и тип удара, что по условию задачи никак не определить.

3. ...если после успокоения качаний..., следовательно, должна присутствовать сила трения (!) иначе колебания будут гармоническими.

4. С удовольствием рассмотрю решение этой задачи, предложенное пользователями портала.

Вывод: в задаче больше вопросов, нежели ответов. Образец хорошей задачи, но не тестовой!

Что-то счетчик не срабатывает. Комментарий есть, а счетчик на нуле.
Проблему знаем. Из-за дублирования страниц в базе данных под несколькими номерами. Как бороться, на данный момент неизвестно.
После успокоения качаний: mg = kL.

В момент удара из ЗСЭ: mg(h + X) = kX2/2.

Получаем квадратное уравнение: X2 − 2LX − 2Lh = 0.

X = L + √(L2 + 2Lh) = 5 + √(52 + 2×5×10) = 16,2 см   — на столько прогнулись весы в момент удара, что соответствует M = mX/L = 3,2 кг.

Груз падает с высоты 10 см.

После успокоения качаний чашка весов опустится на 5 см.

В момент удара (!) весы прогнулись на 16,2 см.

Вопросы к inkerman:

1. Что мы называем моментом удара?

2. Из чего состоит чашка, если она прогибается в момент удара на 16,2 см?

3. Мы решаем реальные физические задачи или играем формулами?

Отвечу по третьему пункту. Большая часть школьной физики и есть игра формулами, потому что задачи создаются на основе физических моделей (с кучей допущений, например, нить невесомая и нерастяжимая, трения нет и т.д.). Вопросы возникают, когда автор не пояснил, до какого уровня следует упрощать задачу.