Какова будет скорость каната, когда он полностью скользит со стола, если он лежит на гладкой горизонтальной поверхности стола и один из его концов немного свисает? При этом сила трения отсутствует.
Звездный_Снайпер_5666
Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать закон сохранения энергии.
Когда канат полностью скользит со стола, его начальная потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию.
Потенциальная энергия \(E_{\text{п}}\) каната можно выразить как произведение его массы \(m\) на высоту \(h\) с которой один из его концов свисает. То есть, \(E_{\text{п}} = mgh\), где \(g\) - ускорение свободного падения, примерно равное 9.8 м/с².
Кинетическая энергия \(E_{\text{к}}\) каната равна \(E_{\text{к}} = \frac{1}{2}mv^2\), где \(v\) - скорость каната.
Согласно закону сохранения энергии, начальная потенциальная энергия должна быть равна кинетической энергии. Поэтому, \(E_{\text{п}} = E_{\text{к}}\).
Подставим выражения для энергий и решим уравнение:
\[mgh = \frac{1}{2}mv^2\]
Сокращаем на \(m\) и на \(g\):
\[h = \frac{1}{2}v^2\]
Решаем уравнение относительно \(v\):
\[v = \sqrt{2h}\]
Таким образом, скорость каната будет равна корню квадратному из удвоенной высоты \(h\), с которой один из его концов свисает.
Когда канат полностью скользит со стола, его начальная потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию.
Потенциальная энергия \(E_{\text{п}}\) каната можно выразить как произведение его массы \(m\) на высоту \(h\) с которой один из его концов свисает. То есть, \(E_{\text{п}} = mgh\), где \(g\) - ускорение свободного падения, примерно равное 9.8 м/с².
Кинетическая энергия \(E_{\text{к}}\) каната равна \(E_{\text{к}} = \frac{1}{2}mv^2\), где \(v\) - скорость каната.
Согласно закону сохранения энергии, начальная потенциальная энергия должна быть равна кинетической энергии. Поэтому, \(E_{\text{п}} = E_{\text{к}}\).
Подставим выражения для энергий и решим уравнение:
\[mgh = \frac{1}{2}mv^2\]
Сокращаем на \(m\) и на \(g\):
\[h = \frac{1}{2}v^2\]
Решаем уравнение относительно \(v\):
\[v = \sqrt{2h}\]
Таким образом, скорость каната будет равна корню квадратному из удвоенной высоты \(h\), с которой один из его концов свисает.
Знаешь ответ?