Шайба массой 0,16кг соскальзывает с наклонной плоскости высотой 70сми имеет у основания плоскости скорость V. Количество теплоты выделившееся при этом за счет трения равно 0,6Дж. Найти V. Скорость свободного падения 10м/с^2.
Дано:
Масса шайбы (m) = 0,16 кг
Высота (h) = 70 см = 0,7 м
Количество выделенной теплоты (Q) = 0,6 Дж
Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²
Мы должны найти скорость шайбы (V) на основании наклонной плоскости.
Первый шаг: Найдем работу, совершаемую силой трения при спуске шайбы по наклонной плоскости.
Работа (W) = сумма всей полученной энергии в виде кинетической и потенциальной энергии. Количество теплоты (Q), выделившееся за счет трения, является работой, совершаемой силой трения.
W = Q
W = mgh, так как шайба находится на высоте h
Теперь мы можем выразить скорость (V) в терминах работы:
W = ½mv² - mgh
Q = ½mv² - mgh
Второй шаг: Выразим скорость (V) из этого уравнения.
Мы знаем, что поверхностное трение привносит изменение в энергию, а не механическая система. Это означает, что работа, совершаемая силой трения, это потеря механической энергии, полученной из потенциальной энергии.
Перепишем уравнение:
Q = ½mv² - mgh
Третий шаг: Решим это уравнение, чтобы найти скорость (V).
Дано:
Масса шайбы (m) = 0,16 кг
Высота (h) = 70 см = 0,7 м
Количество выделенной теплоты (Q) = 0,6 Дж
Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²
Мы должны найти скорость шайбы (V) на основании наклонной плоскости.
Первый шаг: Найдем работу, совершаемую силой трения при спуске шайбы по наклонной плоскости.
Работа (W) = сумма всей полученной энергии в виде кинетической и потенциальной энергии. Количество теплоты (Q), выделившееся за счет трения, является работой, совершаемой силой трения.
W = Q
W = mgh, так как шайба находится на высоте h
Теперь мы можем выразить скорость (V) в терминах работы:
W = ½mv² - mgh
Q = ½mv² - mgh
Второй шаг: Выразим скорость (V) из этого уравнения.
Мы знаем, что поверхностное трение привносит изменение в энергию, а не механическая система. Это означает, что работа, совершаемая силой трения, это потеря механической энергии, полученной из потенциальной энергии.
Перепишем уравнение:
Q = ½mv² - mgh
Третий шаг: Решим это уравнение, чтобы найти скорость (V).
Q = ½mv² - mgh
0,6 = 0,5 * 0,16 * V² - 0,16 * 10 * 0,7
Упростим уравнение:
0,6 = 0,08V² - 1,12
Добавим 1,12 к обеим сторонам:
1,72 = 0,08V²
Теперь разделим обе стороны на 0,08:
V² = 21,5
Извлекая квадратный корень:
V = √21,5 ≈ 4,64 м/с
Итак, скорость шайбы (V) при спуске по наклонной плоскости составляет примерно 4,64 м/с.