Rullan vuoristoradan stimuloimiseksi kori asetetaan 4 m korkeudelle ja sen annetaan rullata levystä pohjaan. Etsi jokainen seuraavista korista, jos kitkaa voidaan jättää huomiotta: a) nopeus 1 m korkeudella, b) korkeus, kun nopeus on 3 m / s?

Rullan vuoristoradan stimuloimiseksi kori asetetaan 4 m korkeudelle ja sen annetaan rullata levystä pohjaan. Etsi jokainen seuraavista korista, jos kitkaa voidaan jättää huomiotta: a) nopeus 1 m korkeudella, b) korkeus, kun nopeus on 3 m / s?
Anonim

Vastaus:

#a) 7,67 ms ^ -1 #

#b) 3,53m #

Selitys:

Kuten sanotaan ei harkita kitkavoimaa, tämän laskun aikana,järjestelmän koko energia säilyy konservoituna.

Niinpä, kun kärry oli vuoristoradan päällä, se oli levossa, joten tuossa korkeudessa # H = 4m # sillä oli vain potentiaalinen energia, so # MGH = MG4 = 4 mg # missä, # M # on korin massa ja # G # on painovoiman aiheuttama kiihtyvyys.

Nyt kun se on korkeudella # H '= 1m # maanpinnan yläpuolella, sillä on jonkin verran potentiaalista energiaa ja jonkin verran kineettistä energiaa # V # sitten koko korkeusaste on # mgh '+ 1 / 2m v ^ 2 #

niin, voimme kirjoittaa, # mgh = mgh '+1/2 mv ^ 2 #

tai, # 4g = g + 1/2 v ^ 2 # (katso # M # kumoutuu molemmilta puolilta)

Operaattorin, # g = 9,81 m s ^ -2 # saamme,

# v = 7,67 ms ^ -1 #

Jälleen, kun käytät samaa yhtälöä, jos otat # V = 3 ms ^ -1 # sitten #h '' # eli korkeus, jolla nopeus tulee # 3 ms ^ -1 # löytyy tästä alla mainituista tavoista!

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

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

tai, #h '' = 3.53m #

niin, at # 3.53m # maan nopeuden yläpuolella olisi ollut # 3 ms ^ -1 #