Каток и трактор
4/10Полый каток массой \(M = 200\) кг покоится на шероховатом асфальте. Затем к нему прицепляют трактор, который начинает тянуть каток с постоянной силой \(F = 400\) Н. До какой скорости разгонится каток за \(L = 18\) м пройденного пути? Потерями энергии пренебречь.
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(v = \sqrt{FL/M}\).
РешениеКинетическая энергия катка складывается из энергии, связанной с его поступательным движением и равной \(Mv^2/2\) (здесь \(v\) — скорость оси катка), и энергии вращательного движения относительно центра масс, равной также \(Mv^2/2\), поскольку при движении катка без проскальзывания все его точки вращаются вокруг оси с одной и той же скоростью \(v\). Поэтому полная кинетическая энергия полого катка равна \(W = Mv^2\). Работа силы \(F\), прикладываемой трактором к катку на пути \(L\), равна \(A = FL\) и расходуется на увеличение кинетической энергии катка от нуля до \(W\), то есть \(FL = Mv^2\), откуда \(v = \sqrt{FL/M}\).
Похожие задачи
- Труба на горках МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
- Обруч в желобе СПбГУ 2011/12, 10 кл.
- Обруч в желобе, регионы СПбГУ 2011/12, 11 кл.
- Обруч в желобе СПбГУ 2011/12, 9 кл.
- Обруч после скатывания и удара Ведомственная 2018/19, 9 кл.
- Балерина на фуэте Ведомственная 2015/16, 10 кл.