Per stimolare le montagne russe, un carrello viene posizionato all'altezza di 4 metri e lasciato rotolare dal resto al fondo. Trova quanto segue per il carrello se l'attrito può essere ignorato: a) la velocità all'altezza di 1 m, b) l'altezza quando la velocità è di 3 m / s?

Per stimolare le montagne russe, un carrello viene posizionato all'altezza di 4 metri e lasciato rotolare dal resto al fondo. Trova quanto segue per il carrello se l'attrito può essere ignorato: a) la velocità all'altezza di 1 m, b) l'altezza quando la velocità è di 3 m / s?
Anonim

Risposta:

#a) 7,67 ms ^ -1 #

#b) 3,53 m #

Spiegazione:

Come si dice non considerare la forza di attrito, durante questa discesa,l'energia totale del sistema rimarrà conservata.

Quindi, quando il carrello era in cima alle montagne russe, era a riposo, quindi a quell'altezza di # H = 4m # aveva solo energia potenziale, cioè # MGH = MG4 = 4mg # dove, # M # è la massa del carrello e # G # è l'accelerazione dovuta alla gravità.

Ora, quando sarà ad un'altezza di # H '= 1m # sopra la terra, avrà un po 'di energia potenziale e un po' di energia cinetica. Quindi, se a quell'altezza la sua velocità è # V # allora l'energia totale a quell'altezza sarà # mgh '+ 1 / 2m v ^ 2 #

quindi, possiamo scrivere, # mgh = mgh '+1/2 mv ^ 2 #

o, # 4g = g + 1/2 v ^ 2 # (vedere # M # viene annullato da entrambi i lati)

Mettendo, # g = 9,81 m s ^ -2 # noi abbiamo,

# v = 7,67 ms ^ -1 #

Di nuovo, usando la stessa equazione, se prendi # V = 3 ms ^ -1 # poi #h '' # l'altezza in cui la velocità diventerà # 3 ms ^ -1 # sarà trovato in questo modo sotto menzionato!

# mgh = mgh '' + 1/2 m (3) ^ 2 #

o, # 4g = h''g + 9/2 #

o, #h '' = 3.53m #

quindi, a # # 3.53m la velocità al suolo sarebbe stata # 3 ms ^ -1 #