Какую высоту достигнет небольшое тело после абсолютно упругого удара, если оно соскальзывает без начальной скорости с гладкой наклонной плоскости длиной 16 см под углом 30 градусов и затем падает на гладкую горизонтальную поверхность, расположенную на расстоянии 20 см от нижнего края наклонной плоскости?

Физика 10 класс Законы сохранения энергии высота тела абсолютно упругий удар наклонная плоскость угол 30 градусов гладкая поверхность расстояние 20 см физика движения кинематика механика тел Новый

Чтобы найти высоту, которую достигнет тело после абсолютно упругого удара, необходимо рассмотреть несколько этапов. Мы будем использовать законы сохранения энергии и кинематики.

Шаг 1: Определение скорости тела внизу наклонной плоскости

• Тело соскальзывает с наклонной плоскости, и мы можем использовать закон сохранения механической энергии. На верхней части наклонной плоскости тело имеет потенциальную энергию, а внизу - кинетическую.
• Потенциальная энергия на верхней точке равна mgh, где h - высота, которую можно найти через длину наклонной плоскости и угол наклона:
• h = L * sin(30°), где L = 16 см = 0.16 м.
• h = 0.16 * 0.5 = 0.08 м.
• Теперь потенциальная энергия в верхней точке равна:
• PE = mgh = mg * 0.08.
• Внизу наклонной плоскости вся потенциальная энергия превращается в кинетическую:
• KE = (1/2)mv².
• Приравниваем PE и KE:
• mg * 0.08 = (1/2)mv².
• Сокращая массу m:
• g * 0.08 = (1/2)v².
• v² = 2g * 0.08.
• v = √(2g * 0.08).
• Подставляя g = 9.81 м/с²:
• v = √(2 * 9.81 * 0.08) ≈ √(1.5696) ≈ 1.25 м/с.

Шаг 2: Определение высоты после удара

• После абсолютно упругого удара скорость тела не изменяется, то есть оно продолжает двигаться с той же скоростью v = 1.25 м/с.
• Теперь мы можем использовать уравнение движения для вертикального подъема:
• h = (v²) / (2g), где v - скорость, а g - ускорение свободного падения.
• h = (1.25²) / (2 * 9.81) = 1.5625 / 19.62.
• h ≈ 0.0798 м = 7.98 см.

Таким образом, тело достигнет высоты примерно 7.98 см после абсолютно упругого удара.