Для решения данной задачи можно использовать закон сохранения механической энергии. Поскольку у вагонетки отсутствует начальная скорость, ее полная механическая энергия на высоте 15 м равна ее потенциальной энергии. При спуске на высоту 2 м вагонетка сохраняет свою полную механическую энергию, которая теперь равна сумме потенциальной и кинетической энергий. Следовательно, скорость вагонетки на высоте 2 м можно определить с помощью следующей формулы:
mgh1 + 0 = mgh2 + (1/2)mv^2
где m - масса вагонетки, g - ускорение свободного падения, h1 - начальная высота (15 м), h2 - конечная высота (2 м), v - скорость вагонетки.
Масса вагонетки сокращается с обеих сторон уравнения:
gh1 = gh2 + (1/2)v^2
Подставляя известные значения:
9.8 * 15 = 9.8 * 2 + (1/2)v^2
147 = 19.6 + (1/2)v^2
Вычитаем 19.6 из обеих сторон:
127.4 = (1/2)v^2
Умножаем обе стороны на 2:
254.8 = v^2
Извлекаем квадратный корень:
v ≈ 15.97 м/с
Таким образом, скорость вагонетки на высоте 2 м составляет около 15.97 м/с.
