Z jakiej wysokości stacza się kula, jeśli jej szybkość u dołu równi wynosi v=pier z 5m/s.
aczo
UWAGA: Jeśli któraś formuła nie wyświetla się prawidłowo, problem powinien ustąpić po rozwiązaniu zgłoszonych błędów z LaTeX na serwerze.
Dane:
Zgodnie z zasadą zachowania energii, energia potencjalna jaką posiadała kula zamieni się na jej energię kinetyczną na dole równi.
Energia potencjalna kuli na szczycie równi (oznaczmy wysokość równi jako h, a m jako masę kuli):
Na dole równi kula nie posiada już energii potencjalnej, ponieważ jej wysokość ponad poziomem podłoża = 0, a cała posiadana przez nią wcześniej energia zmieniła postać i ma obecnie postać energii kinetycznej ruchu postępowego i obrotowego:
Wiedząc że w całości zamieniło się na , przyrównujemy wzory i przekształcamy tak, by wyliczyć h. Do wyliczeń przyjmiemy przybliżenie g=10 oraz uwzględniamy moment bezwładności kuli .
Dane:
Zgodnie z zasadą zachowania energii, energia potencjalna jaką posiadała kula zamieni się na jej energię kinetyczną na dole równi.
Energia potencjalna kuli na szczycie równi (oznaczmy wysokość równi jako h, a m jako masę kuli):
Na dole równi kula nie posiada już energii potencjalnej, ponieważ jej wysokość ponad poziomem podłoża = 0, a cała posiadana przez nią wcześniej energia zmieniła postać i ma obecnie postać energii kinetycznej ruchu postępowego i obrotowego:
Wiedząc że w całości zamieniło się na , przyrównujemy wzory i przekształcamy tak, by wyliczyć h. Do wyliczeń przyjmiemy przybliżenie g=10 oraz uwzględniamy moment bezwładności kuli .
Odpowiedź: Kula stacza się z wysokości 0,35m.
Ep=mgh
Ek=mv²/2
Eko=Iω²/2 = (2/5 mr² ∙ v²/r²)/2 = mv²/5
mgh=mv²/2 + mv²/5 = 7mv²/10
h=7v²/10g
v=√5 m/s
g=10 m/s²
h=7∙5/(10∙10) = 0.35 m