Bir roller coaster'ı uyarmak için, 4 m yüksekliğe bir araba yerleştirilir ve dinlenmeden dibe doğru yuvarlanmasına izin verilir. Sürtünme göz ardı edilebiliyorsa, sepet için aşağıdakilerin her birini bulun: a) 1 m yüksekliğindeki hız, b) hız 3 m / s olduğunda yükseklik?

Bir roller coaster'ı uyarmak için, 4 m yüksekliğe bir araba yerleştirilir ve dinlenmeden dibe doğru yuvarlanmasına izin verilir. Sürtünme göz ardı edilebiliyorsa, sepet için aşağıdakilerin her birini bulun: a) 1 m yüksekliğindeki hız, b) hız 3 m / s olduğunda yükseklik?
Anonim

Cevap:

#a) 7.67 ms ^ -1 #

#b) 3.53m #

Açıklama:

Sürtünme kuvveti hakkında düşünülmemesi söylendiği gibi, bu iniş sırasında,sistemin toplam enerjisi korunmuş kalacaktır.

Böylece, araba, roller coaster'ın tepesindeyken, durdu, yani # H = 4m # sadece potansiyel enerjiye sahipti yani # Mgh = mg4 = 4mg # nerede, # M # arabanın kütlesi ve # G # yerçekimi nedeniyle ivmedir.

Şimdi, ne zaman olacak # H '= 1 m # Yerin üstünde, bazı potansiyel enerji ve biraz kinetik enerjiye sahip olacaktır. # V # o zaman bu yükseklikte toplam enerji olacak # mgh '+1 / 2m v ^ 2 #

öyleyse yazabiliriz, # mgh = mgh '+1/2 mv ^ 2 #

veya, # 4g = g + 1/2 v ^ 2 # (görmek # M # her iki taraftan da iptal ediliyor)

koyarak, # g = 9.81 m s ^ -2 # anlıyoruz

# v = 7.67 ms ^ -1 #

Yine aynı denklemi kullanarak # V = 3ms ^ -1 # sonra #H '' # yani, hızın yükseleceği yükseklik # 3 ms ^ -1 # aşağıda belirtilen şekilde bulunacaktır!

# mgh = mgh '' + 1/2 m (3) ^ 2 #

veya, # 4g = h''g + 9/2 #

veya, #sa '' = 3.53m #

yani # 3.53m # yerin üstünde olacaktı # 3 ms ^ -1 #