15.3.14. Rozważmy problem opuszczania ładunku o masie m po pochyłej płaszczyźnie bez prędkości początkowej. Należy określić, jaką prędkość v osiągnie ładunek po przebyciu drogi 4 m od początku ruchu, jeżeli współczynnik tarcia ślizgowego pomiędzy obciążeniem a płaszczyzną wynosi 0,15. Odpowiedź na to zadanie to 5,39 m/s.
Aby rozwiązać problem, skorzystamy z praw dynamiki i prawa zachowania energii. Siła tarcia ślizgowego działająca na ładunek podczas poruszania się po pochyłej płaszczyźnie jest równa Ftr = μmg, gdzie μ to współczynnik tarcia ślizgowego, m to masa ładunku, g to przyspieszenie ziemskie. Składowa ciężkości działająca na pochyłą płaszczyznę jest równa Ft = mgsinα, gdzie α jest kątem nachylenia płaszczyzny.
Zgodnie z zasadą zachowania energii energia potencjalna Ep jest zamieniana na energię kinetyczną Ek, stąd mgh = (mv^2)/2, gdzie h to wysokość nad poziomem gruntu, v to prędkość ładunku.
Z warunków zadania wynika, że droga przebyta przez ładunek wynosi 4 m, zatem wysokość h możemy wyrazić poprzez długość pochyłej płaszczyzny l oraz kąt nachylenia α: h = lsinα. Zatem mgl sinα = (mv^2)/2 + μmglsinα.
Po zmniejszeniu masy ładunku i pomnożeniu obu stron równania przez 2 otrzymujemy: v^2 = 2gl( sinα - μcosα). Podstawiając wartości współczynnika tarcia ślizgowego μ = 0,15, kąt nachylenia płaszczyzny α = arcsin(4/l), przyspieszenie swobodnego spadania g = 9,8 m/s^2 i długość pochylni płaszczyzna l równa np. 5 m, otrzymujemy v = 5,39 m/s.
Przedstawiamy Państwu produkt cyfrowy - rozwiązanie zadania 15.3.14 z kolekcji Kepe O.?. Produkt ten jest odpowiedni dla studentów, studentów uniwersytetów i szkół, a także dla wszystkich zainteresowanych fizyką i matematyką.
W tym rozwiązaniu znajdziesz szczegółowy opis procesu rozwiązania problemu, zastosowane wzory i obliczenia. Szczegółowo zbadaliśmy warunki problemu i zapewniamy jasne wyjaśnienie każdego etapu rozwiązania. Opisowi towarzyszą grafiki i ilustracje dla lepszego zrozumienia materiału.
Nasz zespół składa się z wysoko wykwalifikowanych specjalistów z zakresu fizyki i matematyki, którzy gwarantują jakość i dokładność rozwiązywania problemów.
Dodatkowo kupując ten produkt zyskujesz możliwość skontaktowania się z naszym zespołem w przypadku pytań i próśb o pomoc w rozwiązaniu innych problemów.
Nie przegap okazji zakupu wysokiej jakości produktu cyfrowego w konkurencyjnej cenie!
***
Iloczynem w tym przypadku jest zbiór problemów O.?. Kepe, a mianowicie problem nr 15.3.14 z tego zbioru.
Problem dotyczy masy m poruszającej się po pochyłej płaszczyźnie bez prędkości początkowej. Należy określić, jaką prędkość v będzie miał ładunek po przebyciu drogi 4 m od początku ruchu, przy założeniu, że współczynnik tarcia ślizgowego pomiędzy ładunkiem a pochyłą płaszczyzną wynosi 0,15. Odpowiedź na to pytanie to 5,39.
Aby rozwiązać problem, należy skorzystać z praw dynamiki i prawa zachowania energii. Podczas poruszania się po nachylonej płaszczyźnie działa siła ciężkości, a także siła tarcia, która jest skierowana wzdłuż płaszczyzny przeciwnie do ruchu ładunku. Korzystając ze wzorów na obliczenie tych sił oraz zasady zachowania energii, możemy otrzymać równanie określające prędkość ładunku w odległości 4 m od początku ruchu. Rozwiązując to równanie, możesz uzyskać odpowiedź na problem, która jest równa 5,39.
***
Szybkie i łatwe rozwiązywanie problemów.
Świetny produkt cyfrowy dla uczniów i nauczycieli matematyki.
Pozwala zaoszczędzić czas na rozwiązywaniu problemów i zwiększa efektywność szkolenia.
Prosty i przejrzysty interfejs.
Wygodne przechowywanie i dostęp do rozwiązanych problemów.
Dobre wsparcie programistów.
Możliwość przećwiczenia rozwiązywania problemów o różnym stopniu złożoności.
Przydatne narzędzie dla miłośników matematyki.
Wygodne wyszukiwanie i filtrowanie zadań według różnych parametrów.
Duży wybór problemów z różnych dziedzin matematyki.