Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. В данном случае, потенциальная энергия ящика на высоте будет преобразована в кинетическую энергию, когда ящик достигнет дна.
Шаги решения:
- Определим потенциальную энергию на высоте:
- Потенциальная энергия (PE) может быть рассчитана по формуле: PE = m * g * h, где:
- m - масса ящика (мы не знаем массу, но она сократится в уравнении);
- g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²);
- h - высота (в данном случае 5 м).
- Определим кинетическую энергию внизу:
- Кинетическая энергия (KE) определяется по формуле: KE = (1/2) * m * v², где:
- v - скорость ящика в конце спуска.
- Мы также не знаем массу, но она сократится в уравнении.
- Составим уравнение сохранения энергии:
- PE на высоте = KE внизу.
- m * g * h = (1/2) * m * v².
- Сократим массу (m) с обеих сторон уравнения:
- g * h = (1/2) * v².
- Теперь выразим скорость (v):
- v² = 2 * g * h.
- v = √(2 * g * h).
- Подставим значения:
- g = 9.81 м/с²;
- h = 5 м.
- v = √(2 * 9.81 * 5) = √(98.1) ≈ 9.9 м/с.
Ответ: Скорость ящика в конце спуска составит примерно 9.9 м/с.