Вопрос школьника
Шарик, масса которого 100 г, катится по горизонтальной плоскости со скоростью 50 см/с. Может ли он подняться вверх по уклону на высоту 2,5 см? Трение в расчет не принимать.
Ответ от учителя
Для того, чтобы определить, может ли шарик подняться вверх по уклону на высоту 2,5 см, необходимо рассмотреть законы физики, которые описывают движение тела.
Первым шагом необходимо определить кинетическую энергию шарика, которая выражается формулой:
E = (m * v^2) / 2,
где m — масса шарика, v — скорость шарика.
Подставляя известные значения, получаем:
E = (0,1 кг * (0,5 м/с)^2) / 2 = 0,0125 Дж.
Далее необходимо определить потенциальную энергию, которую шарик может получить, поднимаясь на высоту 2,5 см. Потенциальная энергия выражается формулой:
Ep = m * g * h,
где m — масса шарика, g — ускорение свободного падения (принимаем равным 9,8 м/с^2), h — высота подъема.
Подставляя известные значения, получаем:
Ep = 0,1 кг * 9,8 м/с^2 * 0,025 м = 0,0245 Дж.
Таким образом, потенциальная энергия, которую может получить шарик, поднимаясь на высоту 2,5 см, больше кинетической энергии, которую он имеет при движении со скоростью 50 см/с. Следовательно, шарик не сможет подняться вверх по уклону на высоту 2,5 см без дополнительной энергии, например, приложенной силы.
