На платформе действуют две силы: сила тяжести, которая направлена вниз и равна m*g, где m - масса человека, g - ускорение свободного падения, и сила центробежная, которая направлена вверх и равна m*(ω^2)*r, где ω - угловая скорость платформы и r - радиус платформы.
Если скорость человека относительно Земли станет равной нулю, то отсутствие силы тяжести и силы центробежной будет означать, что масса человека будет оказывать равные силы на платформу, но в разные стороны.
Тогда сумма сил будет равна нулю:
m*g - m*(ω^2)*r = 0.
Выразим ω:
ω^2 = g/r.
Для того чтобы найти скорость, нам необходимо найти значение ω и умножить его на радиус платформы для получения скорости.
1. Найдем значение ω:
ω = √(g/r).
Подставим значения g = 9,8 м/с^2 и r = 1,6 м:
ω = √(9,8/1,6) ≈ √(6,125) ≈ 2,47 рад/с.
2. Найдем скорость:
v = ω*r.
Подставим значения ω ≈ 2,47 рад/с и r = 1,6 м:
v = 2,47 * 1,6 ≈ 3,952 м/с.
Таким образом, чтобы скорость человека относительно Земли стала равной нулю, ему необходимо двигаться вдоль края платформы со скоростью около 3,952 м/с.
Надеюсь, данное решение понятно школьнику. Если у вас остались дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задать их.
Для решения данной задачи, мы можем использовать законы сохранения импульса и энергии.
1. Рассчитаем импульс пули до столкновения:
Импульс (p) равен произведению массы (m) на скорость (v):
p = m * v
p = 0.015 кг * 300 м/с
p = 4.5 кг·м/с
2. После столкновения пуля и платформа будут двигаться вместе. Рассчитаем суммарную массу пули и платформы:
Суммарная масса (M) будет равна сумме массы пули (m1) и массы платформы (m2):
M = m1 + m2
M = 0.015 кг + 50 кг
M = 50.015 кг
3. Рассчитаем скорость движения платформы после столкновения, используя закон сохранения импульса:
Суммарный импульс (P) после столкновения равен нулю, так как система остановилась:
P = 0
P = M' * V', где M' - суммарная масса после столкновения, а V' - скорость после столкновения.
Мы знаем, что суммарная масса M' равна 50.015 кг.
Тогда можно записать уравнение:
0 = 50.015 кг * V'
V' = 0 м/с
Следовательно, скорость движения платформы после попадания пули равна 0 м/с (платформа остановилась).
4. Рассчитаем время движения платформы до полной остановки:
Мы знаем, что платформа остановилась преодолев расстояние 1.8 м.
Мы также знаем, что во время движения платформы на нее действует постоянная сила трения.
Постоянная сила трения (Fтр) действует против направления движения платформы и вызывает замедление.
Если мы установим, что общая масса системы остается константой во время движения платформы, то можем применить закон сохранения энергии.
Работа силы трения (Aтр) будет равна разности кинетической энергии (ΔEк):
Aтр = ΔEк
Энергия (Eк) равна половине произведения массы (M') на скорость (v) в квадрате:
Eк = 0.5 * M' * v^2
Тогда, работа силы трения будет равна:
Aтр = 0.5 * M' * v^2
Мы также знаем, что работа силы трения равна произведению силы трения (Fтр) на расстояние (s):
Aтр = Fтр * s
Мы получаем следующее уравнение:
Fтр * s = 0.5 * M' * v^2
Раскрываем формулу для силы трения:
μ * m * g * s = 0.5 * M' * v^2
где μ - коэффициент трения, m - масса платформы, g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.8 м/с^2).
Теперь мы можем решить это уравнение относительно времени движения платформы:
μ * m * g * s = 0.5 * M' * v^2
μ * m * g * s = 0.5 * M' * (0 - V')^2, так как V' = 0 м/с
Подставляем известные значения:
μ * 50 кг * 9.8 м/с^2 * 1.8 м = 0.5 * 50.015 кг * (0 - 0)^2
Упрощаем:
μ * 50 кг * 9.8 м/с^2 * 1.8 м = 0
Так как у нас получилось равенство нулю, это означает, что сила трения равна нулю, и платформа будет двигаться без трения, не замедляясь.
Следовательно, время движения платформы до полной остановки будет равно бесконечности, так как платформа не остановится при данном условии задачи.
пусть t=3c
A=mgh
A=45*10*3=1350Дж
N=A/t
N=1350:3=450Вт