2018-10-20
На какую максимальную высоту поднимется тело, находящееся у основания наклонной плоскости с углом наклона $\alpha$, если начальная скорость равна $v_{0}$ и направлена вдоль плоскости? Ускорение свободного падения равно $g$, коэффициент трения тела о поверхность равен $\mu$.
Решение:
Из закона сохранения энергии:
$\frac{mv_{0}^{2} }{2} + A = mgh$ (1)
где $A$ - работа силы трения. Сила трения на наклонной плоскости равна:
$F_{тр} = \mu mg \cos \alpha$
Поднимаясь на высоту $h$, тело проходит вдоль плоскости расстояние, равное:
$l = \frac{h}{ \sin \alpha}$
Силы трения совершает отрицательную работу, т.к. сила трения направлена противоположно перемещению тела:
$A = - F_{тр}l = - \mu mgh ctg \alpha$ (2)
Подставив (2) в (1) и выразив $h$, получим:
Ответ: $h = \frac{v_{0}^{2} }{2g(1 + \mu ctg \alpha) }$