• изначально шарик на высоте 3R обладал только потенциальной энергией. затем, достигнув верхнего конца мертвой петли, шарик стал обладать кинетической энергией и потенциальной 2R. запишем закон сохранения энергии
3 mgR = (m v²)/2 + 2 mgR,
mgR = (m v²)/2,
v² = 2 gR.
• запишем уравнение динамики для шарика в верхней точке мертвой петли
N + mg = ma,
N = m (a - g),
N = m ((2gR)/R - g),
N = mg = 1 H
○ так как сила нормальной реакции опоры равна по 3 закону Ньютона силе нормального давления (весу), то N = P = 1 H
Работа заданной силы равна работе ее продольной составляющей, т. е. А =F*s*cos (alpha), (1) где F - сила, действующая на автомобиль (Дж) , s - пройденный путь (s = 100 м) , alpha - угол между направлением силы тяжести и поверхностью дороги, численно равный разнице 90 град - (минус) угол между поверхностью дороги и горизонтом, т. е. ( 90-4 = 86 град) F = m*g, (2) где m - масса автомобиля (m=10 т =10000 кг) g - ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с) Подставляем значения в формулы (2) и (1) и имеем: F = m*g = 10000*9,81 = 98100 (Н) A = F*s*cos(alpha) = 98100*100*cos(86 град) = 9810000*0,069756= 684306,36 (Дж) = 68,43 (кДж) Удачи!
3 mgR = (m v²)/2 + 2 mgR,
mgR = (m v²)/2,
v² = 2 gR.
• запишем уравнение динамики для шарика в верхней точке мертвой петли
N + mg = ma,
N = m (a - g),
N = m ((2gR)/R - g),
N = mg = 1 H
○ так как сила нормальной реакции опоры равна по 3 закону Ньютона силе нормального давления (весу), то N = P = 1 H
А =F*s*cos (alpha), (1)
где F - сила, действующая на автомобиль (Дж) ,
s - пройденный путь (s = 100 м) ,
alpha - угол между направлением силы тяжести и поверхностью дороги, численно равный разнице 90 град - (минус) угол между поверхностью дороги и горизонтом, т. е. ( 90-4 = 86 град)
F = m*g, (2)
где m - масса автомобиля (m=10 т =10000 кг)
g - ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с)
Подставляем значения в формулы (2) и (1) и имеем:
F = m*g = 10000*9,81 = 98100 (Н)
A = F*s*cos(alpha) = 98100*100*cos(86 град) = 9810000*0,069756= 684306,36 (Дж) = 68,43 (кДж)
Удачи!