Emka440
Rozwiązane

Kulka toczy się po stole, mija jego krawędź i spada na podłogę. Wysokość stołu to 1m, a prędkość kulki na stole to 4m/s.
a) Na którym z etapów siła ciężkości wykonuje pracę? Odpowiedź uzasadnij.
b) Oblicz prędkość z jaką kulka uderzy w podłogę. Przyjmij że przyśpieszenie ziemskie wynosi 10 m/s i pomiń tarcie.​



Odpowiedź :

a) Praca to nic innego niż iloczyn siły i przebytej drogi,

[tex]W = F*S[/tex]

Ruch kulki możemy podzielić na dwie części:

I, kiedy kulka toczy się po stole

II, kiedy z niego spada

Możemy wyeliminować pierwszą opcję, ponieważ stoły z zasady są równe, więc nie jest równią pochyłą, więc kulka porusza się dzięki bliżej niezidentyfikowanej sile (np. ktoś ją popchnął).

Zatem zostaje nam druga opcja, gdzie kulka pokonuje drogę 1m w dół. W momencie spadania działa na nią jedynie siła ciężkości, tzn. Fg = m*g, gdzie m - to masa kulki, a g - to przyśpieszenie ziemskie

b) Skorzystamy tutaj z zasady zachowania energii

[tex]\frac{mv1^{2} }{2} } + mgh1 = \frac{mv2^{2} }{2} }+ mgh2[/tex]

mv1^2/2 + mgh1 = mv2^2/2 + 0

Ostatnie zero się bierze stąd, że kulka przy ziemi ma h=0.

Przekształcamy wzór

[tex]\frac{mv1^{2} }{2} + mgh1 = \frac{mv2^{2} }{2} \\\frac{v1^{2} }{2} + gh = \frac{v2^{2} }{2} \\v1^{2} + 2gh = v2^{2} \\v2 = \sqrt{v1^{2} + 2gh}[/tex]

Po podstawieniu do wzoru wychodzi wynik:

v2 = 6m/s