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=
m1 2 v 21
解得:撞击桩前的速度 v1=
=22gH
m/s 10
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
×21000 1000+1200
m/s=10
m/s10 10 11
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-
(m+M)v1 2 22
即 (m+M)gs-FS=0-
(m+M)v1 2 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.