Консультация № 200868
19.05.2021, 14:58
0.00 руб.
0 5 0
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Возникла проблема с решением данной задачи; прошу вас ответить на следующий вопрос:
Конькобежец массой 60 кг разогнался до скорости 12 м/с и въехал на ледяную горку, наклон которой составляет угол 45гр. с горизонтом. Определите максимальную высоту, на которую въедет конькобежец, если коэффициент трения коньков о лед равен 0,2. Ответ дайте в метрах. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
20.05.2021, 11:50
общий
Уважаемые эксперты, с целью равномерного распределения НЕрешённых задач м-ду нами, прошу сообщить сюда, если кто-то уже решает текущую задачу. Иначе я приступлю к ней ч-з 3 часа.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
20.05.2021, 15:10
общий
Адресаты:
Я планировал начать работу с Вашей задачей, но решил для начала посмотреть Вашу РегКарту. Вы ничего не заполнили в ней кр Вашего возраста. А Ваше ПоследнееПосещение было почти сутки назад. Такое поведение характерно для молодых людей, кот-е создают консультации пачками, а потом забрасывают их, обрекая экспертов на никому-ненужные труд и время-траты.

Я решил отложить Решение Вашей задачи до поры, когда Вы вспомните о ней и подтвердите свою нужду в помощи.
давно
Студент
405049
133
20.05.2021, 17:37
общий
Эту задачу можно решать двумя способами: через силы и через энергии. В любом случае потребуется знать силу трения, которая пропорциональна силе реакции опоры.

Итак, Fтр=mu*N, где mu - коэффициент трения, а N - сила реакции опоры. Сделаем рисунок: наклонная плоскость, а на ней груз (колькобежец). Вертикально вниз действует сила тяжести, а вдоль плоскости вниз (противоположно движению) - сила трения. Еще есть сила реакции опоры (не дает провалиться). Она направлена перпендикулярно поверхности.

Поскольку нам нужно определить силу реакции опоры, то проведем ось вдоль этой силы, сложим вектора всех сил (вернее их проекции) и приравняем к нулю, т.к. вдоль этой оси движения нет.

Получим N - m*g*cos(alpha) + 0 =0, где "+0" - нулевая проекция силы трения на эту ось, а alpha угол наклона плоскости (=45 градусов).

Отсюда N=m*g*cos(alpha).

А теперь будем решать через энергии. Возьмем уровень потенциальной энергии у подножия наклонной плоскости. Тогда в этом месте у конькобежца потенциальная энергия будет нулевой.

Значит, у подножия первоначальная полная энергия равнялась только кинетической, т.е. = m*v*v/2.

В высшей точке подъема скорость будет нулевой. Значит в этом месте нулевой будет также кинетическая энергия, а полная энергия которая была у подножия, полностью израсходуется на увеличение потенциальной энергии (на подъем) и на работу силы трения (на трение). То есть:

m*v*v/2 = m*g*H + Fтр*L, где L - пройденный (тормозной ) путь.

При этом H/L = sin(alpha). Значит, L= H/sin(alpha).

Fтр = mu*m*g*cos(alpha)

Подставляем: m*v*v/2 = m*g*H + mu*m*g*cos(alpha) * H/sin(alpha)
или v*v/2 = g*H + mu*g*cos(alpha) * H/sin(alpha). Значит, от массы конькобежца результат не зависит.

Отсюда находим H = 1/2*v*v / ( g* (1 + mu*cos(alpha) /sin(alpha) ) = 1/2*v*v / ( g* (1 + mu*ctg(alpha)).

То есть H = 1/2*v*v / ( g* (1 + mu*ctg(alpha) )

Подставляем значения и получаем: H = 6 м. Вроде бы, так.







давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
21.05.2021, 01:51
общий
Адресаты:
Вы технически-логично рассуждаете и старательно описываете шаги своих решений. Вам пора быть смелее и оформлять свою работу в форме полноценных Ответов, чтоб зарабатывать себе повышенный Рейтинг и Статус.

В ниже-абзаце с заголовком "Сообщение в мини-форум" кликните пиктограмму с символом "+" в зелёном квадрате. Сервер Портала откроет Вам доп-панель форматирования. В ней кнопка с надписью

позволит Вам заменить Ваши v*v на v[sup]2[/sup] . Такие же кнопки есть и в Форме Ответа. При наведении мышь-курсора на кнопку всплывает подсказка.
Кнопка "ПредПросмотр" покажет Вам, как будет выглядеть Ваш Пост или Ответ после того, как Вы нажмёте "Отправить".

Не бойтесь спросить совет у старых экспертов, Вам всегда будут рады помочь.
давно
Студент
405049
133
21.05.2021, 06:38
общий
Адресаты:

Спасибо!
Форма ответа