Чтобы найти скорость снега внизу горки, можно использовать закон сохранения механической энергии. В данном случае механическая энергия преобразуется из потенциальной энергии в кинетическую.

Дано:

• Масса снега: $m = 15 \, \text{кг}$ (масса нам не понадобится, так как она сократится в уравнении).
• Высота горки: $h = 10 \, \text{м}$.
• Ускорение свободного падения: $g = 9.8 \, \text{м/с}^2$.

Шаг 1: Потенциальная энергия на верхушке горки.

Потенциальная энергия $E_p$ равна: $E_p = mgh$ где:

• $m$ — масса,
• $g$ — ускорение свободного падения,
• $h$ — высота.

Шаг 2: Кинетическая энергия внизу горки.

Когда снег достигает низа горки, вся его потенциальная энергия превращается в кинетическую: $E_k = \frac{1}{2}mv^2$ где:

• $v$ — скорость внизу горки.

Шаг 3: Применение закона сохранения энергии.

Согласно закону сохранения энергии: $E_p = E_k$ $mgh = \frac{1}{2}mv^2$ Сокращаем массу $m$ и получаем: $gh = \frac{1}{2}v^2$ Решаем это уравнение относительно $v$: $v^2 = 2gh$ $v = \sqrt{2gh}$

Шаг 4: Подставляем значения.

$v = \sqrt{2 \times 9.8 \, \text{м/с}^2 \times 10 \, \text{м}}$ $v = \sqrt{196}$ $v = 14 \, \text{м/с}$

Ответ:

Скорость снега внизу горки будет $14 \, \text{м/с}$.

Если вам нужно больше деталей или есть вопросы, дайте знать!

Расширенные вопросы:

1. Как изменилась бы скорость, если бы масса снега была другой?
2. Почему в данном решении не учитывается сопротивление воздуха?
3. Как можно было бы учесть трение при сплошном скольжении снега?
4. Как можно вычислить скорость при движении по наклонной поверхности, а не по вертикали?
5. Как бы изменилось решение, если ускорение свободного падения было бы другим?

Совет:

Не забывайте, что при идеализированных расчетах в реальной жизни всегда стоит учитывать дополнительные силы, такие как сопротивление воздуха и трение.