Шарик массой 500г скатываясь с наклонной плоскости длиной 80см имея начальную скорость 2м/с. Определить какую скорость имел шарик в конце наклонной плоскости если на него действовала сила в 10 Н

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся законами сохранения энергии и законами Ньютона.

Для начала определим работу, которую сила совершила над шариком на наклонной плоскости. Работа силы определяется как произведение силы на перемещение в направлении этой силы. В данном случае сила равна 10 Н, перемещение равно 80 см = 0,8 м, угол между силой и перемещением равен 0 градусов, следовательно работа силы равна 10 Н 0,8 м cos(0) = 8 Дж.

С учетом закона сохранения энергии механической энергии в начальный момент времени (кинетическая + потенциальная энергия) должна быть равна механической энергии в конечный момент времени. Так как уровень начальной высоты совпадает с конечной высотой, то потенциальная энергия на начальный и конечный момент времени сокращаются. Следовательно, кинетическая энергия в начальный момент времени равна сумме работ, произведенных над шариком: Кэ нач. = 0,5 m v^2, где m - масса шарика, v - начальная скорость.

0,5 0.5 кг (2 м/с)^2 = 0,5 Дж.

Зная, что работа силы равна изменению кинетической энергии, можно записать уравнение:

8 Дж = 0,5 0.5 кг v^2 - 0,5 Дж.

Теперь решим уравнение относительно v:

8 Дж + 0,5 Дж = 0.5 кг * v^2

8,5 Дж = 0.5 кг * v^2

17 = v^2

v = √17 = 4,12 м/с

Таким образом, скорость шарика в конце наклонной плоскости составляет 4,12 м/с.