У якої кулі, сталевої чи алюмінієвої, більший радіус, якщо сталева куля рухається зі швидкістю 2 м/с, а алюмінієва куля зі швидкістю 6 м/с?
Яксоб
Для решения данной задачи нужно использовать закон сохранения механической энергии.
Механическая энергия тела определяется как сумма его кинетической и потенциальной энергии. Для сферического тела потенциальная энергия отсутствует, поэтому мы будем рассматривать только его кинетическую энергию.
Кинетическая энергия сферического тела можно записать формулой:
\[E_{к} = \frac{1}{2} m v^2,\]
где \(E_{к}\) - кинетическая энергия, \(m\) - масса тела, \(v\) - скорость тела.
Теперь рассмотрим два случая: для стальной и алюминиевой куль.
Пусть масса стальной кули равна \(m_1\), а ее скорость равна \(v_1\). Аналогично, пусть масса алюминиевой кули равна \(m_2\), а ее скорость равна \(v_2\).
Используя формулу для кинетической энергии, получаем два уравнения:
\[\frac{1}{2} m_1 v_1^2 = \frac{1}{2} m_2 v_2^2.\]
Так как в задаче известны скорости, нам нужно сравнить радиусы \(r_1\) и \(r_2\) стальной и алюминиевой кули соответственно.
Для сферического тела масса можно выразить через радиус и плотность следующим образом:
\[m = \frac{4}{3} \pi r^3 \rho,\]
где \(m\) - масса, \(r\) - радиус, \(\rho\) - плотность.
Подставим это в уравнение выше и получим:
\[\frac{1}{2} \left(\frac{4}{3} \pi r_1^3 \rho_1\right) v_1^2 = \frac{1}{2} \left(\frac{4}{3} \pi r_2^3 \rho_2\right) v_2^2.\]
Сокращаем общие множители:
\[r_1^3 \rho_1 v_1^2 = r_2^3 \rho_2 v_2^2.\]
Теперь мы можем получить выражение для радиуса:
\[\frac{r_1^3}{r_2^3} = \frac{\rho_2 v_2^2}{\rho_1 v_1^2}.\]
Выражаем радиус алюминиевой куль:
\[r_2 = \sqrt[3]{\frac{\rho_2 v_2^2 r_1^3}{\rho_1 v_1^2}}.\]
Таким образом, мы получили формулу для нахождения радиуса алюминиевой кули через радиус и скорость стальной кули.
Для окончательного ответа нужно подставить известные значения: массу, плотность и скорость стальной куль, а затем рассчитать радиус алюминиевой кули.
Механическая энергия тела определяется как сумма его кинетической и потенциальной энергии. Для сферического тела потенциальная энергия отсутствует, поэтому мы будем рассматривать только его кинетическую энергию.
Кинетическая энергия сферического тела можно записать формулой:
\[E_{к} = \frac{1}{2} m v^2,\]
где \(E_{к}\) - кинетическая энергия, \(m\) - масса тела, \(v\) - скорость тела.
Теперь рассмотрим два случая: для стальной и алюминиевой куль.
Пусть масса стальной кули равна \(m_1\), а ее скорость равна \(v_1\). Аналогично, пусть масса алюминиевой кули равна \(m_2\), а ее скорость равна \(v_2\).
Используя формулу для кинетической энергии, получаем два уравнения:
\[\frac{1}{2} m_1 v_1^2 = \frac{1}{2} m_2 v_2^2.\]
Так как в задаче известны скорости, нам нужно сравнить радиусы \(r_1\) и \(r_2\) стальной и алюминиевой кули соответственно.
Для сферического тела масса можно выразить через радиус и плотность следующим образом:
\[m = \frac{4}{3} \pi r^3 \rho,\]
где \(m\) - масса, \(r\) - радиус, \(\rho\) - плотность.
Подставим это в уравнение выше и получим:
\[\frac{1}{2} \left(\frac{4}{3} \pi r_1^3 \rho_1\right) v_1^2 = \frac{1}{2} \left(\frac{4}{3} \pi r_2^3 \rho_2\right) v_2^2.\]
Сокращаем общие множители:
\[r_1^3 \rho_1 v_1^2 = r_2^3 \rho_2 v_2^2.\]
Теперь мы можем получить выражение для радиуса:
\[\frac{r_1^3}{r_2^3} = \frac{\rho_2 v_2^2}{\rho_1 v_1^2}.\]
Выражаем радиус алюминиевой куль:
\[r_2 = \sqrt[3]{\frac{\rho_2 v_2^2 r_1^3}{\rho_1 v_1^2}}.\]
Таким образом, мы получили формулу для нахождения радиуса алюминиевой кули через радиус и скорость стальной кули.
Для окончательного ответа нужно подставить известные значения: массу, плотность и скорость стальной куль, а затем рассчитать радиус алюминиевой кули.
Знаешь ответ?