问题 问答题

质量m=1000kg的汽锤,由离桩顶高H=2m处自由落下,打在质量M=1200kg的桩上,并一起向下运动,使桩打入泥地S=20cm,求泥地对桩的平均阻力为多大?(g取10m/s2,最后结果保留3位有效数字)

答案

汽锤自由落下至撞击桩前,由机械能守恒得:

   mgH=

1
2
m
v21

解得:撞击桩前的速度 v1=

2gH
=2
10
m/s             

锤与桩碰撞过程动量守恒.                           

设与桩一起刚向下运动瞬间的速度为v2,据动量守恒定律有:

  mv1=(m+M)v2                   

得 v2=

mv1
m+M
=
1000
1000+1200
×2
10
m/s
=
10
10
11
m/s

设桩进入泥地受到平均阻力为F,据动能定理,在这个过程中

 WG-WF=0-

1
2
(m+M)v
 22
   

即 (m+M)gs-FS=0-

1
2
(m+M)v
 22
   

代入数据,解得:F=6.75×104N            

答:泥地对桩的平均阻力为6.75×104N.

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题