На какой минимальной высоте должен находиться велосипедист, чтобы начать движение по «чертовому колесу» диаметром

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся некоторые принципы физики. Одним из них является закон сохранения механической энергии.

При движении велосипедиста по «чертовому колесу», его механическая энергия сохраняется. Эта энергия состоит из кинетической энергии (связанной с движением велосипедиста) и потенциальной энергии (связанной с высотой места, на котором находится велосипедист).

Изначально, когда велосипедист находится на самой низкой точке «чертового колеса», его потенциальная энергия равна 0, так как высота равна 0. Как только он начинает двигаться, его потенциальная энергия начинает увеличиваться, а кинетическая энергия уменьшаться.

Таким образом, чтобы найти минимальную высоту, в которой должен находиться велосипедист, чтобы начать движение по «чертовому колесу», нам нужно найти момент, когда его кинетическая энергия станет равной потенциальной энергии на этой высоте.

Формулы, которые мы будем использовать:
1) Потенциальная энергия: \(E_{пот} = m \cdot g \cdot h\), где \(m\) - масса объекта, \(g\) - ускорение свободного падения (около 9.8 м/с\(^2\)), \(h\) - высота.
2) Кинетическая энергия: \(E_{кин} = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\), где \(v\) - скорость объекта.
3) Закон сохранения механической энергии: \(E_{пот} + E_{кин} = \text{const}\).

На самой низкой точке «чертового колеса» кинетическая энергия равна 0, так как скорость также равна 0. Таким образом, уравнение для закона сохранения механической энергии примет следующий вид:
\(E_{пот_1} = E_{пот_2}\), где \(E_{пот_1}\) - потенциальная энергия на самой низкой точке, \(E_{пот_2}\) - потенциальная энергия на искомой высоте.

Подставляя формулу для потенциальной энергии в уравнение, получаем:
\(m \cdot g \cdot 0 = m \cdot g \cdot h\).

Масса объекта \(m\) сокращается, и мы получаем уравнение:
\(0 = g \cdot h\).

Так как ускорение свободного падения \(g\) не равно нулю, то и \(h\) должна быть равна нулю, чтобы уравнение выполнилось.

Таким образом, для начала движения по «чертовому колесу» велосипедист должен находиться на самой низкой точке, то есть высота должна быть равна 0. Никакая другая высота не будет обеспечивать начало движения без учета сопротивления движению.