Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Физика · 11 класс Задача №3707292
А
Аноним
02 октября 2026 14:13 · публичный вопрос
А
Аноним

Реши задание на изображении

Ответ нейросети

Краткие ответы:

  1. Скорость после разгона пружиной: \(\boxed{8{,}1\ \text{м/с}}\).
  2. Кинетическая энергия в высшей точке: \(\boxed{34\ \text{Дж}}\).
  3. Дальность полёта от верхнего среза трамплина: \(\boxed{4{,}0\ \text{м}}\).
  4. Скорость из-за трения уменьшится на \(\boxed{35\%}\).

1. Скорость после пружины

Энергия сжатой пружины переходит в кинетическую энергию робота:

\[ \frac{kx_0^2}{2}=\frac{mv^2}{2}. \]

Отсюда

\[ v=x_0\sqrt{\frac{k}{m}} =0{,}69\sqrt{\frac{900}{6{,}5}} \approx 8{,}1\ \text{м/с}. \]


2. Кинетическая энергия в высшей точке

Сначала найдём скорость робота в момент вылета с трамплина. При подъёме на высоту \(H_0\):

\[ \frac{mv_{\text{пруж}}^2}{2} = \frac{mv_0^2}{2}+mgH_0. \]

Тогда

\[ v_0^2=v_{\text{пруж}}^2-2gH_0 =8{,}119^2-2\cdot9{,}8\cdot1{,}8 \approx30{,}64. \]

В высшей точке вертикальная составляющая скорости равна нулю, остаётся только горизонтальная:

\[ v_x=v_0\cos\alpha. \]

Поэтому

\[ E_k=\frac{mv_x^2}{2} =\frac{m v_0^2\cos^2\alpha}{2}. \]

\[ E_k =\frac{6{,}5\cdot30{,}64\cdot\cos^2 54^\circ}{2} \approx34{,}4\ \text{Дж}. \]

Округляем:

\[ \boxed{E_k\approx34\ \text{Дж}}. \]


3. Дальность полёта

Компоненты скорости при вылете:

\[ v_x=v_0\cos54^\circ\approx3{,}25\ \text{м/с}, \]

\[ v_y=v_0\sin54^\circ\approx4{,}48\ \text{м/с}. \]

Уравнение вертикального движения:

\[ 0=H_0+v_y t-\frac{gt^2}{2}. \]

Время полёта до земли:

\[ t=\frac{v_y+\sqrt{v_y^2+2gH_0}}{g} \approx1{,}216\ \text{с}. \]

Горизонтальная дальность:

\[ L=v_x t \approx3{,}25\cdot1{,}216 \approx3{,}96\ \text{м}. \]

\[ \boxed{L\approx4{,}0\ \text{м}}. \]


4. Уменьшение скорости из-за трения

За путь \(S=3\ \text{м}\) каждое колесо повернётся на угол

\[ \varphi=\frac{S}{r} =\frac{3}{0{,}05}=60\ \text{рад}. \]

Работа силы трения для четырёх колёс:

\[ A_{\text{тр}}=4M_{\text{тр}}\varphi =4\cdot0{,}24\cdot60 =57{,}6\ \text{Дж}. \]

Без трения кинетическая энергия при вылете:

\[ E_{k0}=E_{\text{пруж}}-mgH_0 =214{,}245-114{,}66 =99{,}585\ \text{Дж}. \]

С трением:

\[ E_{k1}=99{,}585-57{,}6=41{,}985\ \text{Дж}. \]

Скорости:

\[ v_0=\sqrt{\frac{2E_{k0}}{m}}\approx5{,}54\ \text{м/с}, \]

\[ v_1=\sqrt{\frac{2E_{k1}}{m}}\approx3{,}59\ \text{м/с}. \]

Процент уменьшения:

\[ \frac{v_0-v_1}{v_0}\cdot100\% = \frac{5{,}54-3{,}59}{5{,}54}\cdot100\% \approx35\%. \]

Радиус дуги \(R=3{,}9\ \text{м}\) в этих пунктах не используется: сила реакции направляющих работы не совершает, а путь \(S\) в задаче уже дан.