Пусть начальная высота монетки h, конечная высота монетки h. энергия перед началом движения: e = m g h импульс перед началом движения: p = 0 e и p не должны меняться в процессе движения. энергия, после спуска с первой горки: e = (m/2) v^2 + (4m/2) u^2 импульс, после спуска с первой горки: p = m v - 4 m u (u - скорость движения первой горки после спуска монетки) два уравнения и две неизвестные: v, u (m/2) v^2 + (4m/2) u^2 = m g h m v - 4 m u = 0 из второго уравнения u = 4v подставим в первое: (m/2) 16 u^2 + 4 (m/2) u^2 = m g h 20 u^2 = 2 g h u^2 = g h /10 u = sqr(g h/10) тогда v = 4 sqr(g h/10) энергия в момент остановки монетки на второй горке: e = (m/2) y^2 + (5m/2) y^2 + (4m/2) u^2 + m g h импульс в момент остановки монетки на второй горке: p = - 4 m u + m y + (5 m) y (y - скорость движения второй горки вместе с монеткой в момент остановки монетки относительно второй горки) опять получаем систему из 2 уравнений и двух неизвестных y, h: (m/2) y^2 + (5m/2) y^2 + (4m/2) u^2 + m g h = m g h - 4 m u + m y + (5 m) y = 0 из второго уравнения: 6 y = 4 u y = 2 u /3 первое уравнение (m/2) y^2 + (5m/2) y^2 + (4m/2) u^2 + m g h = m g h 3 y^2 + 2 u^2 + g h = g h подставим y = 2 u/3: (4/3) u^2 + 2 u^2 + g h = g h g h = g h - (10/3) u^2 подставим u = sqr(g h/10): g h = g h - g h/3 h = (2/3)h ответ: монетка поднимется на 2/3 от начальной высоты
Дано:
m = 100 кг
h = 25 м
а = 4 м/с²
g = 10 м/с²
А1, А2, А2/А1 - ?
Работа - это произведение силы и пути:
А = F*s
В первом случае сила тяги равна силе тяжести, т.к. поднимают тело равномерно. По Второму закону Ньютона:
Fт - mg = ma, a = 0 => Fт - mg = 0 => Fт = mg
Работа силы тяги равна:
А1 = mg*h = 100*10*25 = 25000 Дж = 25 кДж
Во втором случае тело поднимают с ускорением, значит сила тяги равна:
Fт - mg = ma, Fт = ma + mg = m*(a + g)
Работа равна:
А2 = m*(a + g)*h = 100*(4 + 10)*25 = 100*14*25 = 35000 Дж = 35 кДж
Тогда:
А2/А1 = 35/25 = 7/5 = 1,4
ответ: в 1,4 раза.