Лыжник съезжает с трамплина и после приземления на горизонтальную плоскость закатывается по инерции в гору. Как можно определить высоту h, на которую закатится лыжник, если точка старта находится на высоте H1, точка отрыва от трамплина на высоте H2, а угол подъема трамплина относительно горизонта составляет 30 градусов? При этом трением лыж о снег и сопротивлением воздуха пренебречь.

Физика 10 класс Законы сохранения энергии лыжник трамплин высота инерция физика 10 класс угол подъема горизонтальная плоскость Движение механика Энергия Новый

Чтобы определить высоту h, на которую закатится лыжник после приземления, мы можем использовать закон сохранения энергии. Этот закон гласит, что полная механическая энергия системы сохраняется, если на нее не действуют внешние силы (в данном случае мы пренебрегаем трением и сопротивлением воздуха).

Следуем следующим шагам:

1. Определение начальной потенциальной энергии: Когда лыжник находится на высоте H1, у него есть потенциальная энергия, которая рассчитывается по формуле:
• PE1 = m * g * H1
2. Определение потенциальной энергии в момент отрыва от трамплина: Когда лыжник отрывается от трамплина на высоте H2, его потенциальная энергия составит:
• PE2 = m * g * H2
3. Определение кинетической энергии при приземлении: При приземлении лыжник имеет кинетическую энергию, которая равна разнице потенциальной энергии от начальной до высоты H2:
• KE = PE1 - PE2 = m * g * (H1 - H2)
4. Определение высоты h, на которую закатится лыжник: После приземления лыжник будет подниматься вверх по склону. В этой ситуации его кинетическая энергия будет превращаться в потенциальную, пока он не остановится на высоте h:
• m * g * h = KE
5. Подставляем выражение для кинетической энергии:
• m * g * h = m * g * (H1 - H2)
6. Упрощаем уравнение: Поскольку масса m и ускорение свободного падения g присутствуют в обеих частях уравнения, мы можем их сократить:
• h = H1 - H2

Таким образом, высота h, на которую закатится лыжник, равна разнице высот H1 и H2. Это означает, что лыжник поднимется на высоту, равную разнице высот между местом старта и местом отрыва от трамплина.