Тело свободно падает без начальной скорости с высоты «н». на какой высоте его кинетическая энергия будет вдвое больше потенциальной? сопротивление воздуха не учитывать.

Задача на закон сохранения энергии. Полная энергия  равна сумме кинетической и потенциальной энергий. 

Р = 20 кН = 20000 Н.
ρл = 900 кг/м^3.
ρв = 1000 кг/м^3.
Vнад водой - ?
Fарх - ?
На льдину действуют две силы: сила тяжести m * g, вертикально вниз, и выталкивающая сила Архимеда Fарх, вертикально вверх. Так как льдина плавает то эти силы равны между собой: m*g = Fарх.
Вес тела Р равен силе тяжести m*g.
Р = m *g.
Fарх = 20000 Н.
Массу тела m распишем через плотность льда ρл и объем тела V: m = ρл * V.
m *g = ρл * V *g.
Выталкивающая сила Архимеда определяется формулой: Fарх = ρв *g* Vпог. Где ρв - плотность жидкости, в которое погружено тело, g - ускорение свободного падения, Vпог - объем погруженной части тела в жидкость.
ρл * V *g = ρв *g* Vпог.
ρл * V = ρв * Vпог.
Vпог / V = ρл / ρв.
Vпог / V = 900 кг/м^3 / 1000 кг/м^3 = 0,9.
Под водой находится 9/10 частей или 90 % всего объема льдины.
Vпог = 0,9 * V.
Vнад водой = V - Vпог = V - 0,9 * V = 0,1 * V.
ответ: на поверхности находится 1/10 или 10 % льдины.

В этой задаче мы будем измерять скорости в ступеньках в секунду, а расстояния - в ступеньках.

Скорость движения мистера Фокса вниз относительно эскалатора мы обозначим v (вверх будет 0.5v), скорость движения самого эскалатора u.

Итак, когда мистер Фокс, бежит вниз, он пробегает N1 = 25 ступенек, и тратит на это время



При этом эскалатор прокручивается на



И полное расстояние, пройденное мистером Фоксом (которое и есть длина эскалатора)



Во-втором случае все вычисляется почти аналогично, с той разницей, что длина эскалатора есть разность расстояния, пройденного мистером Фоксом по эскалатору и длины, на которую прокрутился эскалатор



Нас же просят найти L, поэтому сначала мы найдем отношение u/v и подставим в любую из двух формул для L



Примерно 66 ступенек