Законы радиоактивного распада Ядерная и нейтронная физика Взаимодействие нейтронов с ядрами Выполнение задач по физике Атомная физика Физика Ньютона Сила упругости

Классическая физика. Решение задач

Лыжник на ровной горке

Лыжник стартует без начальной скорости с вершины ровной горы высотой H, составляющей заданный угол с горизонталью. На каком расстоянии от окончания склона он остановится? Коэффициент трения о снег известен и постоянен. Сопротивлением воздуха принебречь. Переход от наклонного участка к горизонтальному происходит без удара.

Задача может быть решена, исходя из законов Ньютона и формул равноускоренного движения. Однако, использование теоремы о кинетической энергии позволяет получить ответ гораздо быстрее… Интересно, что получаемый ответ оказывается не зависящим от массы лыжника, что противоречит многочисленным наблюдениям. Кажущееся противоречие связано с том, что в приводимом решении не учитывается сила сопротивления воздуха.

[Image]

[Image]

(8.13)

Вычисление силы трения на наклонном участке траектории. На горизонтальном участке косинус угла наклона траектории следует считать равным единице.

[Image]

(8.14)

Теорема о изменении кинетической энергии.

[Image]

(8.15)

Работы сил, действующих на лыжника.

[Image]

(8.16)

Путь по горизонтальному участку до остановки лыжника.

[Image]

(8.17)

Условие скатывания лыжника по склону.

Ответ: если [Image], лыжник по горизонтальному участку проедет путь, равный [Image]  . В противном случае лыжник не покатится вниз по склону.


На главную