Тіло звільняється від вершини похилої площини нахилу тета. Вона досягає дна зі швидкістю V. Якщо зберігати довжину такого ж кута нахилу подвоюється, яка буде швидкість тіла і досягаючи землі?

Тіло звільняється від вершини похилої площини нахилу тета. Вона досягає дна зі швидкістю V. Якщо зберігати довжину такого ж кута нахилу подвоюється, яка буде швидкість тіла і досягаючи землі?
Anonim

Відповідь:

# v_1 = sqrt (4 * H * g costheta #

Пояснення:

Нехай висота нахилу буде спочатку # H # і довжину нахилу # l #.і нехай #theta #бути початковим кутом.

На малюнку показано енергетичну діаграму в різних точках похилої площини.

там для # Sintheta = H / l # # ………….. (i) #

і # costheta = sqrt (l ^ 2-H ^ 2) / l # # …………. (ii) #

але зараз, після зміни нового кута (#theta _ @ #)=# 2 * theta #

Дозволяє# H_1 # бути новою висотою трикутника.

# sin2theta = 2sinthetacostheta #=# h_1 / l #

оскільки довжина нахилу ще не змінилася.

з використанням (i) і (ii)

ми отримуємо нову висоту, # h_1 = 2 * H * sqrt (l ^ 2-H ^ 2) / l #

шляхом збереження загальної механічної енергії, ми отримуємо, # mgh_1 = 1 / 2mv_1 ^ 2 # дозволяє # _v1 # бути новою швидкістю

покласти # h_1 # у цьому, # v_1 = sqrt (4 * H * g * sqrt (l ^ 2-H ^ 2) / л) #

або (для зменшення змінних)

# v_1 = sqrt (4 * H * g costheta #

але початкова швидкість дорівнює

# v = sqrt (2gH) #

# v_1 / v = sqrt (2 * costheta #

або

# v_1 = v * sqrt (2 * costheta #

Отже, швидкість стає #sqrt (2costheta) # разів початковий.