2025-10-27 02:22:02
У основания наклонной плоскости высотой h = 6,0 м и длиной l = 10,0 м находится маленькая шайба массой m = 200 г. Если известно, что при скольжении шайбы по наклонной плоскости на нее действует сила трения, модуль которой Fтр = 0,76 Н, то какую минимальную скорость v0 необходимо сообщить шайбе, чтобы она достигла вершины наклонной плоскости? Минимальная скорость v0 равна ... м/c.
Физика 11 класс Наклонная плоскость и силы, действующие на тело наклонная плоскость сила трения минимальная скорость физика 11 класс движение шайбы высота наклонной плоскости расчет скорости Новый
2025-10-27 02:22:24
Чтобы найти минимальную скорость v0, которую необходимо сообщить шайбе, чтобы она достигла вершины наклонной плоскости, нам нужно использовать закон сохранения энергии и учесть работу силы трения.
Шаг 1: Определим потенциальную энергию в вершине наклонной плоскости.
- Потенциальная энергия (Ep) в вершине наклонной плоскости рассчитывается по формуле:
- Ep = m * g * h, где:
- m - масса шайбы (в килограммах),
- g - ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²),
- h - высота наклонной плоскости (в метрах).
Подставляем значения:
- m = 0,2 кг (200 г),
- g = 9,81 м/с²,
- h = 6,0 м.
Ep = 0,2 * 9,81 * 6,0 = 11,772 Дж.
Шаг 2: Определим работу силы трения.
- Работа силы трения (Aтр) рассчитывается по формуле:
- Aтр = Fтр * d, где:
- Fтр - сила трения (в Ньютонах),
- d - длина наклонной плоскости (в метрах).
Подставляем значения:
- Fтр = 0,76 Н,
- d = 10,0 м.
Aтр = 0,76 * 10,0 = 7,6 Дж.
Шаг 3: Применим закон сохранения энергии.
Согласно закону сохранения энергии, начальная кинетическая энергия (Ek) шайбы должна быть равна сумме потенциальной энергии на вершине и работы силы трения:
Ek = Ep + Aтр.
Кинетическая энергия (Ek) рассчитывается по формуле:
Ek = 0,5 * m * v0².
Теперь у нас есть уравнение:
0,5 * m * v0² = Ep + Aтр.
Подставим все известные значения:
- 0,5 * 0,2 * v0² = 11,772 + 7,6.
0,1 * v0² = 19,372.
Шаг 4: Найдем v0.
Теперь решим уравнение для v0:
- v0² = 19,372 / 0,1 = 193,72,
- v0 = √193,72 ≈ 13,92 м/с.
Ответ: Минимальная скорость v0, которую необходимо сообщить шайбе, чтобы она достигла вершины наклонной плоскости, равна примерно 13,92 м/с.