Дано:
Масса шайбы (m1) = 20 г = 0.02 кг
Масса горки (m2) = 100 г = 0.1 кг
Высота горки (h) = 12 см = 0.12 м
Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²
Найти:
Начальную скорость шайбы, чтобы в конечном состоянии горка и шайба двигались по столу как единое целое.
Решение с расчетом:
Используем законы сохранения энергии. Потенциальная энергия трансформируется в кинетическую энергию. Потенциальная энергия на горке превращается в кинетическую энергию шайбы на столе.
Исходная потенциальная энергия на горке равна кинетической энергии на столе:
m2 * g * h = (m1 + m2) * v^2 / 2,
где v - начальная скорость шайбы.
Выразим v:
v = sqrt(2 * g * h * m2 / (m1 + m2))
v = sqrt(2 * 9.8 * 0.12 * 0.1 / (0.02 + 0.1))
v ≈ 1.7 м/с
Ответ:
Начальная скорость шайбы должна быть примерно 1.7 м/с, чтобы в конечном состоянии горка и шайба двигались по столу как единое целое.