Существует легенда о жадном богаче, который умер посередине замерзшего озера и был найден с тяжелым мешком золота

Существует легенда о жадном богаче, который умер посередине замерзшего озера и был найден с тяжелым мешком золота в объятиях. Коэффициент трения льда составляет 0,02, что не позволило несчастному оттолкнуться и сдвинуться с места. Найти расстояние, на которое мог бы переместиться мужчина, если бы он выбросил мешок золота массой 40 кг со скоростью 5 м/с относительно земли. Также учитывается масса самого богача.
Baska

Baska

Для решения этой задачи, нам понадобится сначала определить силу трения, действующую на богача. Затем мы сможем использовать законы движения для определения расстояния, на которое он мог бы переместиться.

Сила трения Fтр между богачем и льдом может быть вычислена с использованием коэффициента трения μ и нормальной силы Fн, действующей на богача, исключающей его вес:

Fтр=μFн

Сила трения равна произведению коэффициента трения и нормальной силы. В данной задаче нормальная сила будет равна весу богача Fн=mбогачаg, где mбогача - масса богача, а g - ускорение свободного падения (около 9,8 м/с²).

Масса богача составляет 80 кг, поэтому его вес Fн=mбогачаg=80 кг9,8 м/с².

Теперь мы можем найти силу трения:

Fтр=μFн

Зная, что коэффициент трения льда составляет 0,02, подставим все значения:

Fтр=0,02(80 кг9,8 м/с²)

Вычисляем:

Fтр=0,02784 Н

Fтр=15,68 Н

Теперь, используя второй закон Ньютона F=ma, где F - сила, m - масса и a - ускорение, мы можем найти ускорение богача a, когда он выбрасывает мешок золота:

F=ma

15,68 Н=(80 кг+40 кг)a

15,68 Н=120 кгa

Решая уравнение относительно a, получаем:

a=15,68 Н120 кг=0,13 м/с²

Теперь, зная ускорение a и начальную скорость v0 золота (5 м/с), мы можем решить уравнение движения, чтобы найти расстояние, на которое может переместиться богач:

s=v0t+12at2

Так как нам неизвестно время t, нам необходимо его определить. Мы можем использовать закон сохранения импульса для богача-золота системы до и после выбрасывания мешка. Пусть v1 - скорость богача после выбрасывания мешка.

До выбрасывания мешка золота:
mбогачаv0=(mбогача+mмешка)v1

Подставим числовые значения:
80 кг0 м/с=(80 кг+40 кг)v1

Решая, получаем:
v1=0 м/с

Таким образом, скорость богача не меняется после выбрасывания мешка золота и время, которое богач тратит на выброс мешка, равно 0.

Подставим значение времени в уравнение движения и найдём расстояние:

s=v0t+12at2
s=5 м/с0 с+120,13 м/с20 с2

Расстояние s равно 0 метров.

Таким образом, мужчина не смог бы переместиться ни на какое расстояние, если бы он выбросил мешок золота со скоростью 5 м/с относительно земли.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello