Определите минимальную высоту, с которой должно начать соскальзывать тело по наклонному желобу, чтобы описать «мертвую петлю» радиуса 2 м, не отрываясь от желоба в верхней точке. Силы сопротивления не учитывать. Ускорение свободного падения равно 10м/с2.
Дано:
m = 5 килограмм - масса свободно падающего тела;
Eпотенциальная = 490 Джоулей - потенциальная энергия тела в начальный момент времени.
Требуется определить v (м/с) - скорость тела в момент удара о землю.
Согласно закона сохранения энергии, вся потенциальная энергия, которой обладало тело в начальный момент времени, перейдет в кинетическую в момент удара о землю:
Eпотенциальная = Eкинетическая;
Eпотенциальная = m * v^2 / 2
v = (2 * Eпотенциальная / m)^0,5 = (2 * 490 / 5)^0,5 = (980 / 5)^0,5 = 196^0,5 = 14 м/с.
ответ: в момент удара о землю тело будет обладать скоростью, равной 14 метров в секунду.
Объяснение:
L = a*t2/2, откуда можно вычислить ускорение как а = 2L/t2 = 2*0,3/(0,49)^2 = 2,5 м/с2.
Раз такое дело, то сила трения и сила тяжести не уравновешиваются. Получается такая формула:
ma = Fтяж - Fтр
Сила тяжести равна mg*sin(угла) = 0,05*10*0,5 = 0,25 Н
Отсюда сила трения Fтр = Fтяж - ma = 0,25 - 0,05*2,5 = 0,125Н.
Теперь работа силы трения: А = Fтр * L = 0,125 * 0,3 = 0,0375 Дж.
Так, наверное, задумано. Ну мне так кажется. Вычисления проверяйте за мной, часто лажаю.