Задача по физике. Велосипедист въехал на выпуклый мост диаметром 4м со скоростью 3м/с. Как изменилась масса велосипедиста вместе с велосипедом, если на горизонтальной поверхности она была 80кг?

4 Мар 2024 в 19:40
47 +1
0
Ответы
1

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон сохранения энергии. При движении по мосту велосипедист преодолевает потенциальную энергию гравитационного поля (заметим, что по теореме о сохранении энергии потенциальная энергия превращается в кинетическую и обратно).

Пусть h - высота, на которую поднялся велосипедист вместе с велосипедом, тогда потенциальная энергия при подъезде к самому верху моста, будет равна кинетической энергии на горизонтальной поверхности.

Потенциальная энергия:
Пэ = m g h,
где m - полная масса велосипедиста и велосипеда, g - ускорение свободного падения, h - высота.

Кинетическая энергия:
Кэ = м * v^2 / 2,
где v - скорость движения.

С учётом закона сохранения энергии потенциальной и кинетической энергии, можем записать равенство:
m g h = m * v^2 / 2.

Так как h = r (1 - cos(30°)), где r - радиус моста, то можем записать:
80 кг 9.81 м/с^2 4м (1 - cos(30°)) = m * 3 м/с / 2.

Из этого уравнения найдем m - полную массу велосипедиста и велосипеда:
m = 80 кг 9.81 4 * (1 - cos(30°)) / (3 / 2) ≈ 859.75 кг.

Итак, после въезда на мост, полная масса велосипедиста вместе с велосипедом составит около 859.75 кг.

16 Апр 2024 в 15:34
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