Вопрос задан 08.03.2025 в 09:34. Предмет Физика. Спрашивает Николаев Александр.

Одно тело свободно падает с высоты h, другое - без трения скольжения по наклонной плоскости с углом наклона а=30 с той же высоты. Отношение времен t2/t1 движения тел составляет...?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Федосеев Валера.

Для решения этой задачи можно использовать законы движения тел под действием силы тяжести и принцип сохранения механической энергии.

1. Тело, свободно падающее с высоты h (падение вертикальное)

При свободном падении тело движется по вертикали, и его ускорение a1a_1 равно ускорению свободного падения gg. Время падения можно найти, используя формулу для времени падения с высоты hh:

t1=2hgt_1 = \sqrt{\frac{2h}{g}}

2. Тело, скользящее по наклонной плоскости (без трения)

Для тела, скользящего по наклонной плоскости с углом наклона α=30\alpha = 30^\circ, его движение будет также под действием силы тяжести. Однако теперь эта сила будет направлена под углом, и мы должны учитывать только компоненту силы тяжести, которая направлена вдоль наклонной плоскости. Компонент силы тяжести, направленный вдоль наклонной плоскости, будет равен mgsinαmg \sin \alpha.

Так как трение отсутствует, то ускорение тела вдоль плоскости будет:

a2=gsinαa_2 = g \sin \alpha

Теперь можно найти время t2t_2 для этого тела, используя формулу для движения с постоянным ускорением (начальная скорость равна нулю):

h=12a2t22h = \frac{1}{2} a_2 t_2^2

Подставляем a2=gsinαa_2 = g \sin \alpha:

h=12gsinαt22h = \frac{1}{2} g \sin \alpha \cdot t_2^2

Отсюда:

t2=2hgsinαt_2 = \sqrt{\frac{2h}{g \sin \alpha}}

3. Отношение времен t2/t1t_2 / t_1

Теперь можем найти отношение времен t2t_2 и t1t_1:

t2t1=2hgsinα2hg\frac{t_2}{t_1} = \frac{\sqrt{\frac{2h}{g \sin \alpha}}}{\sqrt{\frac{2h}{g}}}

Упростим выражение:

t2t1=1sinα1=1sinα\frac{t_2}{t_1} = \frac{\sqrt{\frac{1}{\sin \alpha}}}{1} = \frac{1}{\sqrt{\sin \alpha}}

Для α=30\alpha = 30^\circ:

sin30=12\sin 30^\circ = \frac{1}{2}

Тогда:

t2t1=112=2\frac{t_2}{t_1} = \frac{1}{\sqrt{\frac{1}{2}}} = \sqrt{2}

Ответ:

Отношение времен t2/t1t_2 / t_1 равно 2\sqrt{2}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос