Когда Петя начал висеть на канате, до пола оставалось 70 см. Позже Петя узнал, что его вес составляет 60 кг. Какова жесткость каната, если изначальное расстояние от нижнего конца каната до пола составляло 73 см? Ускорение свободного падения равно 10 Н/кг.
Снежка
Данная задача связана с применением закона сохранения энергии. Для решения задачи нам необходимо использовать формулу потенциальной энергии \(E_p = mgh\), где \(m\) - масса тела, \(g\) - ускорение свободного падения, \(h\) - высота подъема или опускания тела.
Изначально, до пола оставалось 73 см, но после начала подъема расстояние до пола составило 70 см. То есть, Петя поднялся на \(73 - 70 = 3\) см.
За это время, работа, затраченная на подъем Пети, превратилась в потенциальную энергию. Масса Пети составляет 60 кг, а ускорение свободного падения \(g = 10 \, \text{Н/кг}\).
Разность потенциальной энергии между начальным и конечным положениями будет равна работе, затраченной на подъем:
\[\Delta E_p = E_{p_{\text{конечное}}} - E_{p_{\text{начальное}}} = mgh_{\text{конечное}} - mgh_{\text{начальное}}\]
Подставляя известные значения, получим:
\[\Delta E_p = 60 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг} \cdot 0.03 \, \text{м} = 18 \, \text{Дж}\]
Таким образом, работа, затраченная на подъем Пети, равна 18 Дж.
Зная, что работа является произведением силы на путь, можем записать уравнение:
\[W = F \cdot s\]
Где \(W\) - работа, \(F\) - сила, \(s\) - путь.
В нашем случае, сила натяжения каната равна весу Пети - 60 кг \(\cdot\) 10 Н/кг.
\[F = m \cdot g = 60 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг} = 600 \, \text{Н}\]
Тогда, уравнение примет следующий вид:
\[W = 600 \, \text{Н} \cdot s\]
Так как работа равна 18 Дж, мы можем записать:
\[18 \, \text{Дж} = 600 \, \text{Н} \cdot s\]
Решая это уравнение относительно \(s\), получаем:
\[s = \frac{18 \, \text{Дж}}{600 \, \text{Н}} ≈ 0.03 \, \text{м}\]
То есть, сила натяжения каната, или его жесткость, составляет приблизительно \(0.03 \, \text{м}\).
Подводя итог, можно сказать, что жесткость каната, определенная по условию задачи, составляет примерно \(0.03 \, \text{м}\).
Изначально, до пола оставалось 73 см, но после начала подъема расстояние до пола составило 70 см. То есть, Петя поднялся на \(73 - 70 = 3\) см.
За это время, работа, затраченная на подъем Пети, превратилась в потенциальную энергию. Масса Пети составляет 60 кг, а ускорение свободного падения \(g = 10 \, \text{Н/кг}\).
Разность потенциальной энергии между начальным и конечным положениями будет равна работе, затраченной на подъем:
\[\Delta E_p = E_{p_{\text{конечное}}} - E_{p_{\text{начальное}}} = mgh_{\text{конечное}} - mgh_{\text{начальное}}\]
Подставляя известные значения, получим:
\[\Delta E_p = 60 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг} \cdot 0.03 \, \text{м} = 18 \, \text{Дж}\]
Таким образом, работа, затраченная на подъем Пети, равна 18 Дж.
Зная, что работа является произведением силы на путь, можем записать уравнение:
\[W = F \cdot s\]
Где \(W\) - работа, \(F\) - сила, \(s\) - путь.
В нашем случае, сила натяжения каната равна весу Пети - 60 кг \(\cdot\) 10 Н/кг.
\[F = m \cdot g = 60 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг} = 600 \, \text{Н}\]
Тогда, уравнение примет следующий вид:
\[W = 600 \, \text{Н} \cdot s\]
Так как работа равна 18 Дж, мы можем записать:
\[18 \, \text{Дж} = 600 \, \text{Н} \cdot s\]
Решая это уравнение относительно \(s\), получаем:
\[s = \frac{18 \, \text{Дж}}{600 \, \text{Н}} ≈ 0.03 \, \text{м}\]
То есть, сила натяжения каната, или его жесткость, составляет приблизительно \(0.03 \, \text{м}\).
Подводя итог, можно сказать, что жесткость каната, определенная по условию задачи, составляет примерно \(0.03 \, \text{м}\).
Знаешь ответ?