Небольшое тело запускают вверх вдоль наклонной плоскости, наклонённой под углом α=30∘ к горизонту, со скоростью v0=5
Небольшое тело запускают вверх вдоль наклонной плоскости, наклонённой под углом α=30∘ к горизонту, со скоростью v0=5 м/с. Коэффициент трения между телом и плоскостью μ=0,5. Тело не покидает плоскость, ускорение свободного падения считать равным g=10 м/с2.

Какое время должно пройти, чтобы величина скорости тела снова стала равна начальной? Ответ выразите в секундах, округлив до целого числа. <--1 вопрос

На каком расстоянии от начальной точки будет находиться тело в этот момент времени? Ответ выразите в метрах, округлив до целого числа. <--2 вопрос

12 Янв 2023 в 19:40
68 +1
0
Ответы
1
Для того чтобы определить время, через которое скорость тела снова станет равной начальной, можно воспользоваться энергетическим методом. При движении тела вдоль наклонной плоскости работа силы тяжести и силы трения равны изменению кинетической энергии тела. Так как в конечной точке скорость снова станет равной начальной, то изменение кинетической энергии равно нулю. Таким образом уравнение будет выглядеть следующим образом:
[mgh = \dfrac{mv_0^2}{2}]
где m - масса тела, h - изменение высоты тела, g - ускорение свободного падения.

Поскольку начальная кинетическая энергия равна нулю, выражение можно упростить:
[mgh = \dfrac{mv_0^2}{2}]
[gh = \dfrac{v_0^2}{2}]
[h = \dfrac{v_0^2}{2g}]

Используем теперь теорему о сохранении энергии для освободившегося движения тела, обращая внимание на то, что кинетическая энергия равна потенциальной на высоте h:
[\dfrac{mv^2}{2} = mgh]
[v^2 = 2gh]
[v = \sqrt{2gh}]

Теперь можно найти время, через которое скорость станет равной начальной:
[t = \dfrac{2h}{v_0}]

Подставляем известные значения и получаем:
[t = \dfrac{2 \cdot \dfrac{v_0^2}{2g}}{v_0}]
[t = \dfrac{v_0}{g}]

[t = \dfrac{5}{10} = 0.5\text{ секунды}]

Чтобы найти расстояние, на котором будет находиться тело в момент времени, когда его скорость снова станет равной начальной, можно воспользоваться формулой для перемещения:
[h = \dfrac{gt^2}{2}]

Подставляем известные значения и находим расстояние:
[h = \dfrac{10 \cdot (0.5)^2}{2} = \dfrac{10 \cdot 0.25}{2} = \dfrac{2.5}{2} = 1.25 \text{ метра}]

Таким образом, на момент времени, когда скорость тела снова станет равной начальной, оно будет находиться на расстоянии 1.25 метра от начальной точки.

16 Апр 2024 в 16:51
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир