Ковёр-самокат
6/10Горка представляет собой плавный переход между двумя плоскими поверхностями, отстоящими друг от друга по высоте на \(h\) (рис.). На горке и плоских поверхностях достаточно часто расположены небольшие шероховатые массивные валики (расстояние между осями соседних валиков равно \(l\)), по которым катится длинный тяжёлый ковер. Определите установившуюся скорость \(v\) ковра.

Масса \(m\) валика сосредоточена на его ободе. Трением в осях валиков можно пренебречь. Первоначально валики были неподвижны. Погонная плотность ковра равна \(\rho\). Гибкость ковра позволяет ему повторить профиль горки, но, вместе с тем, не даёт переднему краю провалиться между валиками.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаВ установившемся режиме убыль потенциальной энергии ковра (участок длиной \(l\) за время \(l/v\) «переносится» с верхнего уровня на нижний) целиком идёт на раскрутку очередного неподвижного валика; учтите, что при раскрутке шероховатым ковром столько же энергии, сколько получает валик, теряется на трение.
Ответ\(v = \sqrt{\rho g h l/m}\).
Похожие задачи
- «Простая» задача СПбГУ 2010/11, 10 кл.
- «Простая» задача СПбГУ 2010/11, 11 кл.
- «Простая» задача СПбГУ 2010/11, 9 кл.
- Шайба и шероховатый участок: таблица МОШ 2013/14, 7-11 кл.
- Перемещение скамейки ВсОШ 2015/16, 9 кл.
- Затухающие колебания бруска на пружине с сухим трением Физтех 2016/17, 9 кл.