СРОЧНО! На гладком горизонтальном столе стоит горка массой М = 1 кг. Наклонная поверхность гладкая и плавно переходит в поверхность стола. По столу с некоторой скоростью скользит брусок массой m = 100 г. Брусок заезжает на горку и в некоторый момент времени перестаёт двигаться относительно горки, достигая максимальной высоты Н над поверхностью стола. В этот момент горка движется со скоростью и = 0,5 м/с. Ускорение свободного падения 8 = 10 м/с?. Какова скорость, с которой брусок двигался по столу? Запишите решение и ответ. Какова максимальная высота поднятия бруска Н?

Физика 11 класс Законы сохранения механической энергии физика 11 класс наклонная поверхность максимальная высота скорость бруска решение задачи ускорение свободного падения горка масса гладкий стол Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса и закон сохранения энергии. Начнем с анализа системы.

Данные задачи:

• Масса горки (M) = 1 кг
• Масса бруска (m) = 0,1 кг (100 г)
• Скорость горки (v) = 0,5 м/с
• Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²

Шаг 1: Сохранение импульса

Когда брусок заезжает на горку и останавливается относительно нее, система (горка + брусок) сохраняет импульс. Перед тем как брусок заедет на горку, он движется с некоторой скоростью V. В момент, когда брусок останавливается относительно горки, у нас есть:

• Импульс бруска до взаимодействия: p1 = m * V
• Импульс горки: p2 = M * v

Согласно закону сохранения импульса:

m * V = M * v + m * 0

где 0 — это скорость бруска относительно горки в момент остановки.

Подставим известные значения:

0,1 * V = 1 * 0,5

Теперь решим это уравнение для V:

0,1 * V = 0,5

V = 0,5 / 0,1 = 5 м/с

Шаг 2: Максимальная высота H

Теперь найдем максимальную высоту, на которую поднимется брусок. Для этого используем закон сохранения энергии. В момент, когда брусок останавливается, вся кинетическая энергия преобразуется в потенциальную:

• Кинетическая энергия бруска: E_kin = (1/2) * m * V^2
• Потенциальная энергия на высоте H: E_pot = m * g * H

Согласно закону сохранения энергии:

E_kin = E_pot

(1/2) * m * V^2 = m * g * H

Подставим известные значения:

(1/2) * 0,1 * (5)^2 = 0,1 * 10 * H

1,25 = H

Теперь найдем H:

H = 1,25 / (0,1 * 10) = 1,25 / 1 = 1,25 м

Ответ:

• Скорость бруска по столу (V) = 5 м/с
• Максимальная высота (H) = 1,25 м