Задача по физике Лодка длиной L0 наезжает, двигаясь по инерции, на отмель и останавливается из-за трения, когда половина ее длины оказывается на суше. Какова была начальная скорость лодки v? Коэффициент трения равен μ.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения энергии.

Изначально, когда лодка наезжает на отмель, у нее есть кинетическая энергия, которая преобразуется в работу трения, приводя лодку к остановке.

Первоначальная кинетическая энергия лодки
Ek = 0.5 m v^2, где m - масса лодки.

Работа трения при движении лодки
W = Fтр * s, где Fтр - сила трения, s - путь, пройденный до остановки.

Сила трения
Fтр = μ m g, где g - ускорение свободного падения.

Так как половина лодки оказывается на суше в момент остановки, то сила трения совершает работу на пути s = L0 / 2.

Работа трения приводит к изменению кинетической энергии
W = ΔEk = Ek0 - Ekf,

где Ek0 - начальная кинетическая энергия, Ekf - конечная кинетическая энергия (равна 0, так как лодка остановилась).

Подставим все выражения:

μ m g (L0/2) = 0.5 m * v^2,

v = sqrt(2 μ g * (L0/2)).

Таким образом, начальная скорость лодки равна v = sqrt(μ g L0).