Мешочек, наполненный песком падает с высоты H=0,2м на гладкую наклонную плоскость и продолжает скользить по этой плоскости, угол наклона которой a=30°. Место падения мешочка находится на высоте h=0,15H от гладкой горизонтальной поверхности, в которую плавно переходит наклонная плоскость. Найдите скорость скольжения мешочка по горизонтальной плоскости
Первым делом найдем время падения мешочка с высоты H=0,2 м: h = H - 0,15H = 0,85H = 0,17 м Ускорение свободного падения g = 9,8 м/с^2. По формуле свободного падения: h = gt^2/2 0,17 = 9,8t^2/2 t^2 = 0,03469 t ≈ 0,186 с
Далее найдем начальную скорость мешочка при падении: v = gt v = 9,8 * 0,186 ≈ 1,82 м/c
Теперь найдем ускорение мешочка по наклонной поверхности. Оно равно g*sin(30°) = 4,9 м/с^2.
Найдем время, за которое мешочек достигнет наклонной поверхности. По горизонтали мешочек продолжает двигаться с постоянной скоростью (так как нет горизонтальных сил), а по вертикали движется с ускорением 4,9 м/с^2: h = gt^2/2 0,17 = 4,9t^2/2 t^2 ≈ 0,069 t ≈ 0,262 с
Таким образом, общее время движения мешочка до начала скольжения по наклонной плоскости равно 0,186 + 0,262 = 0,448 с.
Найдем скорость мешочка по наклонной плоскости: v' = at v' = 4,9 * 0,262 ≈ 1,29 м/c
Наконец, найдем скорость скольжения мешочка по горизонтальной плоскости. Так как угол наклона плоскости a = 30°, то горизонтальная составляющая скорости равна v'cos(30°): v_horizontal = 1,29 cos(30°) ≈ 1,11 м/с
Итак, скорость скольжения мешочка по горизонтальной плоскости равна примерно 1,11 м/с.
Первым делом найдем время падения мешочка с высоты H=0,2 м:
h = H - 0,15H = 0,85H = 0,17 м
Ускорение свободного падения g = 9,8 м/с^2. По формуле свободного падения:
h = gt^2/2
0,17 = 9,8t^2/2
t^2 = 0,03469
t ≈ 0,186 с
Далее найдем начальную скорость мешочка при падении:
v = gt
v = 9,8 * 0,186 ≈ 1,82 м/c
Теперь найдем ускорение мешочка по наклонной поверхности. Оно равно g*sin(30°) = 4,9 м/с^2.
Найдем время, за которое мешочек достигнет наклонной поверхности. По горизонтали мешочек продолжает двигаться с постоянной скоростью (так как нет горизонтальных сил), а по вертикали движется с ускорением 4,9 м/с^2:
h = gt^2/2
0,17 = 4,9t^2/2
t^2 ≈ 0,069
t ≈ 0,262 с
Таким образом, общее время движения мешочка до начала скольжения по наклонной плоскости равно 0,186 + 0,262 = 0,448 с.
Найдем скорость мешочка по наклонной плоскости:
v' = at
v' = 4,9 * 0,262 ≈ 1,29 м/c
Наконец, найдем скорость скольжения мешочка по горизонтальной плоскости. Так как угол наклона плоскости a = 30°, то горизонтальная составляющая скорости равна v'cos(30°):
v_horizontal = 1,29 cos(30°) ≈ 1,11 м/с
Итак, скорость скольжения мешочка по горизонтальной плоскости равна примерно 1,11 м/с.