Какова работа, выполненная силой трения, когда тело массой 1 кг скатилось с горки высотой 5 м и поднялось на вторую

Какова работа, выполненная силой трения, когда тело массой 1 кг скатилось с горки высотой 5 м и поднялось на вторую горку высотой 3 м, а затем остановилось?
Zmeya

Zmeya

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать законы сохранения энергии. Давайте рассмотрим каждый этап движения тела отдельно.

1. Спуск по первой горке:
Первым этапом является скатывание тела с горки высотой 5 м. Используя закон сохранения механической энергии, можно сказать, что работа, совершенная силой трения, будет равна изменению кинетической энергии тела. Начальная потенциальная энергия тела на вершине горки равна \(mgh_1\), где \(m\) - масса тела (1 кг), \(g\) - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²), \(h_1\) - высота горки (5 м). Кинетическая энергия тела на дне горки равна \(\frac{1}{2}mv^2\), где \(v\) - скорость тела на дне горки.
Используя закон сохранения энергии, мы можем записать:
\(mgh_1 = \frac{1}{2}mv^2\)
Отсюда следует, что:
\(v^2 = 2gh_1\)
\(v = \sqrt{2gh_1}\)

2. Подъем на вторую горку:
Теперь тело поднимается на вторую горку высотой 3 м. Вертикальная скорость тела на вершине второй горки будет равна 0, так как тело остановится. Используя закон сохранения энергии, мы можем записать:
\(\frac{1}{2}mv^2 = mgh_2\)
где \(h_2\) - высота второй горки (3 м).
Подставляя значение \(v\), полученное в первом этапе, мы получим:
\(\frac{1}{2}m(2gh_1) = mgh_2\)
\(2gh_1 = 2gh_2\)
\(h_1 = h_2\)

Таким образом, выяснилось, что высота первой горки равна высоте второй горки. Это значит, что при скатывании с первой горки тело приобретает потенциальную энергию, которую оно теряет при подъеме на вторую горку. Следовательно, работа, совершенная силой трения, равна нулю, так как она не вносит изменений в механическую энергию тела.

Ответ: Работа, совершенная силой трения, равна нулю.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello