Механикалық қозғалыс Суда кейде жатып, 12 м/с жылдамдыққа ие қайықтың жалпында 2 м/с ағыс болғанда, ашық болады, кезек

Синица

3

Школьник, чтобы получить ответ на эту задачу по механике, мы применим законы сохранения энергии. Первый закон - сохранение механической энергии. В начальный момент времени (когда судно было на поверхности воды) и в конечный момент времени (когда судно находится над поверхностью воды) судно имеет одну и ту же механическую энергию.

Выразим механическую энергию судна в начальный момент времени (1) и в конечный момент времени (2):

\(E_1 = \frac{1}{2}mv_1^2\) - начальная механическая энергия
\(E_2 = \frac{1}{2}mv_2^2 + mgh\) - конечная механическая энергия

где \(m\) - масса судна, \(v_1\) - начальная скорость судна, \(v_2\) - конечная скорость судна, \(g\) - ускорение свободного падения, \(h\) - высота подъема судна над поверхностью воды.

Так как масса судна неизменна, можем сократить \(m\) в обеих выражениях:

\(E_1 = \frac{1}{2}v_1^2\)
\(E_2 = \frac{1}{2}v_2^2 + gh\)

Поскольку мы хотим найти разницу скоростей (\(v_2 - v_1\)), проведем следующие действия:

\(\frac{1}{2}v_1^2 - (\frac{1}{2}v_2^2 + gh) = 2\) (так как разница скоростей - 2 м/с)

Теперь решим это уравнение:

\(\frac{1}{2}v_1^2 - \frac{1}{2}v_2^2 - gh = 2\)

\(\frac{1}{2}(v_1^2 - v_2^2) - gh = 2\)
\(\frac{1}{2}(v_1^2 - v_2^2) = 2 + gh\)

Теперь найдем значение \(v_1^2 - v_2^2\):

\(v_1^2 - v_2^2 = 4 + 2gh\)

Исходя из уравнения радикал, получаем:

\(v_1^2 - v_2^2 = 4 + 2gh\)
\(v_1^2 - v_2^2 = 4 + 2 \cdot 9.8 \cdot h\) (так как ускорение свободного падения \(g = 9.8\) м/с²)

Теперь мы можем подставить значение \(v_1^2 - v_2^2\) в исходное уравнение для нахождения ответа:

\(4 + 2 \cdot 9.8 \cdot h = 2\)
\(2 \cdot 9.8 \cdot h = -2\)
\(h = \frac{-2}{2 \cdot 9.8}\)
\(h = \frac{-1}{9.8}\)

Таким образом, мы получаем, что скорость судна составляет \(-\frac{1}{9.8}\) м/с. Однако, у нас не может быть отрицательная скорость, поэтому мы можем сказать, что скорость судна в данной ситуации равна 0 м/с.

Таким образом, чтобы лодка смогла открыться при возрастании относительной скорости ветра составлять 2 м/с, и высотой подъёма лодки над поверхностью воды составлять 0 м, скорость судна должна составлять 0 м/с.

Очень важно помнить, что решая подобные задачи, нужно учитывать условия и предположения, которые даны в условии задачи. В этом случае, мы предположили, что высота подъёма лодки над поверхностью воды равна 0 метров.