ЯсноПонятно24

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения механической энергии. Пусть наивысшая точка, до которой опустился шарик, будет равна нулевому уровню потенциальной энергии, тогда его начальная потенциальная энергия будет равна mgh, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения, h - высота, с которой падает шарик.

Также у шарика в начальный момент времени скорость равна нулю, следовательно его кинетическая энергия равна нулю.

При движении шарика вниз, его потенциальная энергия преобразуется в кинетическую и энергию упругого сжатия пружины. Пусть максимальное сжатие пружины будет равно x, тогда максимальная кинетическая энергия шарика будет равна mv^2/2, а энергия упругого сжатия пружины - kx^2/2, где k - жесткость пружины.

Таким образом, уравнение закона сохранения энергии примет вид:

mgh = mv^2/2 + kx^2/2

Подставим известные значения:

2101.1 = 2v^2/2 + 20x^2/2

22 = v^2 + 10x^2

Так как максимальная скорость будет достигнута в тот момент, когда вся потенциальная энергия превратится в кинетическую, то x = 0.1 м (1.1 м - 1 м).

Подставляем x = 0.1 м:

22 = v^2 + 10*0.1^2 22 = v^2 + 0.1 v^2 = 21.9 v ≈ 4.68 м/с

Итак, максимальная скорость шарика при движении вниз будет около 4.68 м/с.