На столе лежит шайба массой M , скрепленная легкой пружиной с другой такой же шайбой. На гладкой поверхности верхней шайбы покоится груз массой m=500 г. В начальный момент времени коротким ударом с помощью горизонтальной силы F груз сбивают с верхней шайбы. Верхняя шайба начинает двигаться вертикально вверх. При каких значениях M в процессе этого движения нижняя шайба оторвется от стола? Какие законы Вы использовали при решении задачи. Обоснуйте их использование.

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения энергии и импульса.

Из закона сохранения импульса следует, что импульс системы шайб и груза до удара равен импульсу системы после удара. Так как удар короткий, можно пренебречь импульсом внешних сил. Поэтому импульс системы до удара равен нулю, а после удара равен импульсу верхней шайбы, который равен ее массе умноженной на скорость.

Из закона сохранения энергии следует, что полная механическая энергия системы остается постоянной. Поэтому кинетическая энергия верхней шайбы после удара равна потенциальной энергии системы шайб и груза до удара.

Таким образом, мы можем записать уравнения для законов сохранения импульса и энергии, и решить их для нахождения условий, при которых нижняя шайба оторвется от стола.

При решении задачи также нужно учитывать, что верхняя шайба начинает двигаться вертикально вверх, поэтому в процессе движения верхней шайбы нижняя шайба будет испытывать нормальную реакцию стола.