Loading [MathJax]/jax/output/CommonHTML/jax.js
Велосипедист, не вращая педалей, должен проехать по "чертовому колесу" радиусом 8 м. С какой высоты велосипедист должен начать движение, чтобы не упасть? Трение не учитывать


Дано: R=8 м

Поскольку трением пренебрегаем, то должен выполняться закон сохранения полной механической энергии E:

 E1=E2-(1)

где E1 - полная энергия велосипедиста и велосипеда в начале движения, где скорость велосипедиста равна нулю.

 E2 - полная энергия велосипедиста с велосипедом в верхней точке "колеса"  

 E1=mgH -(2) 

H - искомая высота

m - масса велосипедиста вместе с велосипедом, в расчете не участвует

  

 E2=mg2R+mV22 -(3)

 где V - скорость велосипеда в верхней точке "колеса" 

 Поскольку центростремительное ускорение an в верхней точке равно силе тяжести, то

 mV2R=mg, отсюда имеем

  mV2=mgR-(4)

Подставим в (3) вместо mV2 правую часть выражения (4):

E2=2mgR+mgR2=2,5mgR-(5)

Наконец, подставим в (1) вместоE1 и E2 правые части выражений соотвественно (2) и (5), получим:

mgH=2,5mgR, сокращая на mg, найдем H:

 H=2,5R=2,58=20 м

Ответ: H=20 м 

 


ПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ:
Loading...