Pro povzbuzení horské dráhy je vozík umístěn ve výšce 4 m a je umožněn pohyb od odpočinku ke dnu. Pokud je možné ignorovat tření, zjistěte pro každý vozík následující: a) rychlost ve výšce 1 m, b) výšku při rychlosti 3 m / s?

Pro povzbuzení horské dráhy je vozík umístěn ve výšce 4 m a je umožněn pohyb od odpočinku ke dnu. Pokud je možné ignorovat tření, zjistěte pro každý vozík následující: a) rychlost ve výšce 1 m, b) výšku při rychlosti 3 m / s?
Anonim

Odpovědět:

#a) 7,67 ms ^ -1 #

#b) 3,53 m #

Vysvětlení:

Jak se říká, že při tomto sestupu není třeba brát v úvahu třecí sílu,celková energie systému zůstane zachována.

Když byl vozík na vrcholu horské dráhy, byl v klidu, takže v té výšce # h = 4 m # měla pouze potenciální energii, tzn # mgh = mg4 = 4mg # kde, # m # je hmotnost vozíku a #G# je zrychlení vlivem gravitace.

Teď, když bude ve výšce # h '= 1 m # nad zemí bude mít určitou potenciální energii a určitou kinetickou energii #proti# pak celková energie v této výšce bude # mgh '+ 1 / 2m v ^ 2 #

tak můžeme napsat, # mgh = mgh '+1/2 mv ^ 2 #

nebo, # 4g = g + 1/2 v ^ 2 # (vidět # m # je z obou stran zrušen)

Uvedení, # g = 9,81 m s ^ -2 # dostaneme,

# v = 7,67 ms ^ -1 #

Opět platí, že použijete-li stejnou rovnici # v = 3ms ^ -1 # pak #h '' # tj. výška, při které se rychlost stane # 3ms ^ -1 # najdete v tomto níže uvedeném způsobu!

# mgh = mgh '' + 1/2 m (3) ^ 2 #

nebo, # 4g = h''g + 9/2 #

nebo, #h '' = 3.53m #

tak, na # 3.53m # nad zemí by byla rychlost # 3 ms ^ -1 #