В системе отсчета, связанной с конькобежцем, На него действуют силы: -сила тяжести mg, центробежная сила m(V^2)/R - обе приложены в центре тяжести -нормальная реакция, сила трения-обе приложены в точке контакта со льдом(эти силы не потребуются) Конькобежец находится в равновесии, когда равнодействующая силы тяжести и центробежной силы, проходит через точку контакта. Угол наклона этой равнодействующей и будет искомый. Теперь используем условие равновесия: сумма моментов всех сил должна быть равна нулю. Моменты находим относительно точки касания: mg*h*cosA+ [m(V^2)/R]*h*sinA=0 ctgA=(V^2)/Rg=10^2/30*10=1/3 А=72град. h-расстояние от центра тяжести до точки контакта.
Объяснение:
Задача 1
1)
Потенциальная энергия:
Eп = m·g·h
Eп = 2,5·10·10 = 250 Дж
2)
Скорость во время падения на землю:
V = √ (2·g·h) = √ (1·10·10) = 10 м/с
3)
За 1 с тело преодолеет путь:
S₁ = g·t² / 2 = 10·1²/2 = 5 м
h₁ = h - S = 10 - 5 = 5 м
4)
Потенциальная энергия в этот момент:
Eп₁ = m·g·h₁
Eп₁ = 2,5·10·5 = 125 Дж
Задача 2
Понятно, что на первый этаж мы не поднимаемся (мы уже там).
Значит нам надо подняться всего на 5 этажей.
h = 3·5 = 15 м.
Работа против силы гравитации:
A = m·g·h = 75·10·15 ≈ 11 000 Дж или
А = 11 кДж
-сила тяжести mg, центробежная сила m(V^2)/R - обе приложены в центре тяжести
-нормальная реакция, сила трения-обе приложены в точке контакта со льдом(эти силы не потребуются)
Конькобежец находится в равновесии, когда равнодействующая силы тяжести и центробежной силы, проходит через точку контакта. Угол наклона этой равнодействующей и будет искомый.
Теперь используем условие равновесия: сумма моментов всех сил должна быть равна нулю. Моменты находим относительно точки касания:
mg*h*cosA+ [m(V^2)/R]*h*sinA=0
ctgA=(V^2)/Rg=10^2/30*10=1/3 А=72град.
h-расстояние от центра тяжести до точки контакта.