Какова скорость скольжения мешочка по горизонтальной плоскости, если мешочек падает с высоты h, равной 0,54 м на гладкую наклонную плоскость под углом α = 30°, и продолжает скользить безотрывно по плоскости? Место падения мешочка находится на высоте h=0,1·h от гладкой горизонтальной поверхности, в которую плавно переходит наклонная плоскость. Ускорение свободного падения равно g= 10 м/с^2. Ответ выразите в м/с и округлите до десятых.
Диана
Данная задача связана с движением тела по наклонной плоскости. Чтобы найти скорость скольжения мешочка, необходимо воспользоваться принципом сохранения механической энергии.
Первым шагом определим потенциальную энергию мешочка в начальной точке, когда он находится на высоте h. Потенциальная энергия определяется по формуле:
\[E_{\text{п}} = m \cdot g \cdot h\]
где m - масса мешочка, g - ускорение свободного падения, h - высота.
Далее, мы должны определить кинетическую энергию мешочка на наклонной плоскости, когда он достигает нижней точки плоскости. Кинетическая энергия определяется по формуле:
\[E_{\text{к}} = \frac{1}{2} m \cdot v^2\]
где v - скорость скольжения мешочка по горизонтальной плоскости.
По принципу сохранения механической энергии, потенциальная энергия в начальной точке должна быть равна кинетической энергии в конечной точке. То есть:
\[E_{\text{п}} = E_{\text{к}}\]
\[m \cdot g \cdot h = \frac{1}{2} m \cdot v^2\]
Подставим данные из условия задачи и решим уравнение:
\[0.1 \cdot h \cdot g = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\]
\[0.1 \cdot 0.54 \cdot 10 = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\]
\[0.054 \cdot 10 = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\]
\[0.54 = 0.5 \cdot v^2\]
\[v^2 = \frac{0.54}{0.5}\]
\[v^2 = 1.08\]
\[v = \sqrt{1.08}\]
\[v \approx 1.04 \, \text{м/с}\]
Таким образом, скорость скольжения мешочка по горизонтальной плоскости составляет примерно 1.04 м/с (метр в секунду), округляем до десятых.
Первым шагом определим потенциальную энергию мешочка в начальной точке, когда он находится на высоте h. Потенциальная энергия определяется по формуле:
\[E_{\text{п}} = m \cdot g \cdot h\]
где m - масса мешочка, g - ускорение свободного падения, h - высота.
Далее, мы должны определить кинетическую энергию мешочка на наклонной плоскости, когда он достигает нижней точки плоскости. Кинетическая энергия определяется по формуле:
\[E_{\text{к}} = \frac{1}{2} m \cdot v^2\]
где v - скорость скольжения мешочка по горизонтальной плоскости.
По принципу сохранения механической энергии, потенциальная энергия в начальной точке должна быть равна кинетической энергии в конечной точке. То есть:
\[E_{\text{п}} = E_{\text{к}}\]
\[m \cdot g \cdot h = \frac{1}{2} m \cdot v^2\]
Подставим данные из условия задачи и решим уравнение:
\[0.1 \cdot h \cdot g = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\]
\[0.1 \cdot 0.54 \cdot 10 = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\]
\[0.054 \cdot 10 = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\]
\[0.54 = 0.5 \cdot v^2\]
\[v^2 = \frac{0.54}{0.5}\]
\[v^2 = 1.08\]
\[v = \sqrt{1.08}\]
\[v \approx 1.04 \, \text{м/с}\]
Таким образом, скорость скольжения мешочка по горизонтальной плоскости составляет примерно 1.04 м/с (метр в секунду), округляем до десятых.
Знаешь ответ?