Дано:
α=30°;
t₁=2 c;
t₂=4 c;
_______
Найти: L
Изобразим все силы, действующие на камень (см. рисунок). При этом учтем влияние силы трения, так как нигде не указано что плоскость гладкая.
Запишем второй закон Ньютона для движения вверх и вниз:
- на ось Оу для обоих случаев одинаков
- на ось Ох для движения вверх
- на ось Ох для движения вниз.
Выразим отсюда ускорения камня:
- вверх
- вниз
Важно помнить, что оба ускорения направлены вдоль наклонной плоскости вниз. Запишем уравнения кинематики камня:
- скорость вверх
- координата вверх
- координата вниз
С учетом условий задачи:
- условие остановки в верхней точке
- прохождение пути L вверх
- прохождение пути L вниз
Выразим L из последнего, а начальную скорость из первого уравнения и подставим во второе:
Искомая длина:
м
ответ: 16 м.
Так как дана масса куска кварца и его средняя плотность, найдем его объем:
V = m/ρ = 100 : 8 = 12,5 (см³)
Очевидно, что масса всего куска складывается из массы золота m₁ и массы кварца m₂:
m = m₁ + m₂
Объем куска также равен сумме объема золота V₁ и объема кварца V₂
V = V₁ + V₂ (1)
Тогда объем золота:
V₁ = m₁/ρ₁
Учитывая плотность золота, равную 19,3 г/см³, получим:
V₁ = m₁/19,3
Объем кварца:
V₂ = m₂/ρ₂ = (100 - m₁)/2,65
Подставляем в (1):
12,5 = m₁/19,3 + (100 - m₁)/2,65
12,5 · 51,145 = 2,65m₁ + 1930 - 19,3m₁
639,3125 = 1930 - 16,65m₁
16,65m₁ = 1290,6875
m₁ = 77,519 (г) ≈ 77,52 (г)