решение.
1.
s1=(v1+v2)*t1 = v1*t1 + v2*t1
s2=(v2-v1)*t2 = v2*t2 - v1*t2
решаем систему уравнений относительно v1 и v2, получаем
v1=0,5 м/с, v2=1,1 м/с
проверка
t1 = s1/(v1+v2) = 16/(1,1+0,4)= 10 с
t2 = s2/(v1-v2) = 3/(1,1-0,4)= 5 с
сошлось.
2.
при скатывании саней на асфальт сила трения резко увеличится, поскольку коэффициент большой kтр=1, и сани быстро остановятся.
при этом вся кинетическая энергия пойдет на преодоление силы трения, т.е.
eк = атр
m*v^2/2=fтр*s. здесь нужно брать среднюю силу трения, поскольку по мере того, как часть полозьев выкатываются на асфальт, сила трения возрастает от нуля до максимальной = kтр*m*g
работа силы трения пока сани выедут на всю длины полозьев l=2м , будет
атр = kтр*m*g/2* l=1*m*10/2*2=10m
посчитаем кинетическую энергию и сравним
eк = m*v^2/2=50m. значит, к моменту, когда сани выкатятся полностью останется часть кинетической энергии равной 50m-10m=40m
эта энергия тоже будет истрачена против сил трения до полной остановке, но сила трения будет теперь постоянной
40m= kтр*m*g/2* s, отсюда
s= 40m/( kтр*m*g/2)= 40/5 = 8 м. добавим длину полозьев и полный путь будет равен 8+2=10 м
ответ 10 м.
3.
как известно, первая космическая скорость для земли определяется из условия равенства центробежной силы и силы тяготения по формуле
v1=sqr(g*m/r)
если радиус другой планеты в два раза меньше земли, то при той же плотности масса также будет меньше. исходя из формулы объема шара v=4/3*pi*r^3, имеем
m2/m1= ро*v2/(po*v1) = r^3/(2*r)^3=1/8=0,125
окончательно имеем для первых космических скоростей
v2/v1= sqr((0,125m/0,5r)/(m/r)) = sqr(0,25) = 0,5
таким образом, для второй планеты первая космическая скорость будет в два раза меньше чем для земли.
Популярные вопросы