1) Пружина. Сжать пружину и энергия упругости, при её "разжимании" превратиться в кинетическую.
2) Потенциальная в кинетическую (вода падает с высоты, приобретает скорость и при попадании на турбину начинает её вращать).
3) Потенциальная энергия переходит во внутреннию энергию(нагревание) и если шарик отскочит то и в кинетическую.
Запишем баланс сил по оси Y:
Для оси X:
где u - коэфициент трения. Запишем условие равенства моментов сил. Пусть ось вращения проходит черз точку А (как на рисунке). Тогда моменты сил трения и реакции опоры равны нулю.Само уравнение:
, отсюда
Подставляем результат для T в первое уравнение (баланс сил по Y):
Так как из геометрических соображений
, то
Подставляем T и N во второе уравнение ( баланса для оси X) и получаем
Учитывая, что
и сократив все на mg получаем
X(t)=xo+Voxt+gt^2/2; пусть ось координат направлена вверх, тогда
для 1 тела хо=0; Vox=3; g=-10 - тормозит, летит вдоль оси ох вверх.
для 2 тела хо=0,6; Vox=0; g=-10 - движется равноускоренное против оси ох вниз.
x1(t)=3t-5t^2
x2(t)=0,6-5t^2
x1=x2 при встрече
3t-5t^2=0,6-5t^2
3t=0,6; t=0,2c
x1(0,2)=3*0,2-5*0,04=0,6-0,2=0,4м - через 0,2с будет на высоте 40см;
x2(0,2)=0,6-5*0,04=0,6-0,2=0,4м=40см через 0,2с;
через 0,2с координаты будут одинаковыми, тела встретятся - ответ.