На гладком горизонтальном столе лежит канат длиной 2 м, один из концов которого немного свисает. Определите скорость каната, когда он весь соскользнет со стола. Сила трения отсутствует
от

1 Ответ

Дано:  
длина каната L = 2 м  
гравитационное ускорение g = 9,81 м/с^2  
масса каната m = m (неизвестна)  

Найти:  
скорость каната v, когда он весь соскользнет со стола.

Решение:  
1. Рассмотрим канат как систему. Когда один конец каната свисает, его центр масс находится на высоте h = L/2 = 1 м (поскольку длина каната 2 м).

2. Потенциальная энергия каната в начале E_pot = m * g * h = m * g * (L/2) = m * 9,81 * 1.

3. Когда канат полностью соскользнет со стола, вся потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию E_kin. Кинетическая энергия каната при падении:

E_kin = (1/2) * m * v^2.

4. По закону сохранения энергии E_pot = E_kin:

m * 9,81 * 1 = (1/2) * m * v^2.

5. Упростим уравнение, сократив массу m:

9,81 = (1/2) * v^2.

6. Умножим обе стороны на 2:

v^2 = 19,62.

7. Найдем скорость v:

v = sqrt(19,62) ≈ 4,43 м/с.

Ответ:  
Скорость каната, когда он весь соскользнет со стола, составляет примерно 4,43 м/с.
от