Для решения задачи используем закон сохранения энергии. Потенциальная энергия, которую имеет коробка на верхней точке наклонной плоскости, будет преобразована в кинетическую энергию внизу плоскости.
Потенциальная энергия (PE) на высоте \(h\) равна: \[ PE = mgh \] где \(m\) — масса коробки, \(g\) — ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²), \(h\) — высота наклонной плоскости (8 м).
Кинетическая энергия (KE) внизу плоскости равна: \[ KE = \frac{1}{2}mv^2 \] где \(v\) — скорость коробки внизу плоскости.
При отсутствии трения полная энергия сохраняется, то есть: \[ PE_{\text{вверху}} = KE_{\text{внизу}} \] Подставим выражения для потенциальной и кинетической энергии: \[ mgh = \frac{1}{2}mv^2 \] Закоротим массу \(m\) (предполагаем, что она не равна нулю): \[ gh = \frac{1}{2}v^2 \] Выразим скорость \(v\): \[ v^2 = 2gh \] \[ v = \sqrt{2gh} \]
Теперь подставим значения \(g = 9.81 \, \text{м/с}²\) и \(h = 8 \, \text{м}\): \[ v = \sqrt{2 \cdot 9.81 \cdot 8} \] \[ v = \sqrt{156.96} \] \[ v \approx 12.53 \, \text{м/с} \]
Таким образом, скорость коробки внизу наклонной плоскости составит примерно \(12.53 \, \text{м/с}\).