Question

Катание на скейтборде по рампе напрямую связано с законом сохранения полной механической энергии. Более высокая скорость движения всегда достигается в более низкой точке рампы. На рисунке показана модель рампы в скейт-парке. Общая масса скейтера со скейтбордом (роликовой доской) равна 82 кг. Ускорение свободного падения принять равным 10 мс2 и силу сопротивления движению не учитывать

Answer 1

Все правильно Потому скейтборд движется верно

Answer 2

Добрый день! Ваш вопрос связан с законом сохранения полной механической энергии, а именно с его применением при катании на скейтборде по рампе.

Закон сохранения энергии утверждает, что сумма кинетической и потенциальной энергии остается постоянной в течение всего движения, если не действуют внешние силы, такие как сила трения или сопротивление воздуха.

В данном случае, чтобы понять, почему более высокая скорость достигается в более низкой точке рампы, рассмотрим основные формы энергии на разных участках движения скейтборда:

1. Верхняя точка рампы (начальное положение):
- Потенциальная энергия: масса скейтера со скейтбордом (82 кг) * ускорение свободного падения (10 м/с^2) * высота рампы (5 м) = 4100 дж
- Кинетическая энергия: 0 дж (скорость равна нулю)

2. Нижняя точка рампы (конечное положение):
- Потенциальная энергия: 0 дж (высота равна нулю)
- Кинетическая энергия: масса скейтера со скейтбордом (82 кг) * скорость (V) ^ 2 / 2

Согласно закону сохранения энергии, сумма потенциальной и кинетической энергии должна оставаться постоянной, поэтому уравнение будет выглядеть следующим образом:

Потенциальная энергия (начальная) = Потенциальная энергия (конечная) + Кинетическая энергия (конечная)

4100 = 0 + (82 * V^2) / 2

Упрощая уравнение, мы получаем:

8200 = 82 * V^2

Делим обе части уравнения на 82:

100 = V^2

Корень квадратный обоих сторон уравнения:

V = √100

V = 10 м/с

Таким образом, скорость скейтера будет равна 10 м/с в нижней точке рампы, что подтверждает наше утверждение о том, что более высокая скорость достигается в более низкой точке рампы.

Важно отметить, что в данной модели мы не учитываем силу сопротивления движению, потому что это бы сделало решение более сложным, однако в реальной жизни сила сопротивления воздуха и трение на рампе будут влиять на скорость скейтера.