Какова скорость обруча в конце наклонной плоскости длиной 4 метра, если угол наклона к горизонту составляет 30°?
Физика 11 класс Динамика и движение тел по наклонной плоскости скорость обруча наклонная плоскость угол наклона физика 11 класс движение обруча Новый
Чтобы найти скорость обруча в конце наклонной плоскости, мы можем использовать закон сохранения энергии. В данном случае потенциальная энергия, которую обруч имеет в начале, преобразуется в кинетическую энергию в конце наклонной плоскости.
Давайте разберем шаги решения:
Для нахождения высоты, на которую поднимается обруч, используем тригонометрию. Высота h может быть найдена по формуле:
h = L * sin(α),
где L - длина наклонной плоскости, α - угол наклона.
Подставим значения:
h = 4 м * sin(30°) = 4 м * 0.5 = 2 м.
В начале обруч имеет потенциальную энергию, которая равна:
PE = m * g * h,
где m - масса обруча, g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²), h - высота.
В конце, когда обруч достигнет низа наклонной плоскости, вся потенциальная энергия превратится в кинетическую энергию:
KE = (1/2) * m * v²,
где v - скорость обруча.
m * g * h = (1/2) * m * v².
Мы можем сократить массу m с обеих сторон, так как она не равна нулю:
g * h = (1/2) * v².
9.81 м/с² * 2 м = (1/2) * v².
19.62 = (1/2) * v².
Умножим обе стороны на 2:
39.24 = v².
Теперь найдем v, взяв квадратный корень:
v = √39.24 ≈ 6.26 м/с.
Ответ: Скорость обруча в конце наклонной плоскости составляет примерно 6.26 м/с.