Для решения данной задачи будем использовать законы сохранения энергии и закон сохранения импульса.
Стоит заметить, что в данной задаче предполагается, что трение скольжения происходит с постоянной силой, а также что скорость отскока кубика от стенки также будет постоянной.
Для начала, можно выразить ускорение, с которым кубик движется по стенке, через угол отскока и ускорение свободного падения.
Ускорение кубика по стенке можно представить в виде проекции ускорения свободного падения на стенку:
a_пр = g*sin(beta),
где g - ускорение свободного падения.
Также, мы можем выразить силу трения скольжения, действующую по стенке:
F_тр = mu*m*a_пр,
где mu - коэффициент трения скольжения, m - масса кубика.
Далее, можем использовать закон сохранения энергии: энергия кинетическая до отскока будет равна энергии потенциальной после отскока, так как убыль механической энергии кубика будет равна работе силы трения скольжения.
m*v_нач^2/2 = m*v_кон^2/2 + m*g*h,
где v_нач - начальная скорость кубика перед отскоком, v_кон - конечная скорость кубика после отскока, h - высота, на которую поднимется кубик после отскока.
Так как в задаче изначально неизвестны начальная скорость кубика перед отскоком и высота, на которую он поднимется после, то выразим их через углы alpha и beta.
Начальная скорость можно выразить как:
v_нач = v*sin(alpha),
где v - скорость кубика перед отскоком, alpha - угол, под которым кубик движется по стенке.
Расстояние, на которое поднимется кубик, можем выразить через уголbeta:
h = L*sin(beta),
где L - длина ребра кубика.
Теперь можем подставить эти выражения в закон сохранения энергии и рассчитать конечную скорость кубика после отскока:
v_нач^2/2 = v_кон^2/2 + g*L*sin(beta).
Далее, можно использовать закон сохранения импульса: сумма импульсов до отскока будет равна сумме импульсов после отскока.
m*v_нач = m*v_кон.
Мы имеем два уравнения (полученных из законов сохранения энергии и импульса), в которых находятся две неизвестных - v_кон и beta.
Решим систему уравнений и найдем значение угла beta.
Сначала выразим конечную скорость (v_кон) через начальную скорость и углы:
v_кон = v*sin(alpha) / 2 - g*L*sin(beta).
Теперь можем подставить это значение в уравнение сохранения энергии:
(v*sin(alpha))^2 / 2 = (v*sin(alpha) / 2 - g*L*sin(beta))^2 / 2 + g*L*sin(beta).
Разделим это уравнение на v*sin(alpha) / 2 и приведем его к виду:
1 = (1 - g*L*sin(beta) / (v*sin(alpha) / 2))^2 + 2*g*L*sin(beta) / (v*sin(alpha) / 2).
Раскроем скобки и приведем подобные слагаемые:
1 = 1 - 2*g*L*sin(beta) / (v*sin(alpha) / 2) + (g*L*sin(beta) / (v*sin(alpha) / 2))^2 + 2*g*L*sin(beta) / (v*sin(alpha) / 2).
Упростим и приведем подобные слагаемые:
0 = (g*L*sin(beta) / (v*sin(alpha) / 2))^2 - 2*g*L*sin(beta) / (v*sin(alpha) / 2).
Выразим sin(beta) через sin(alpha) и при помощи подстановок приведем уравнение к квадратному виду:
sin(beta) = 2*sin(alpha) / (v/g) * sin(beta).
В итоге получим уравнение:
sin(beta) = 2*sin(alpha) / (v/g).
Теперь можем рассчитать значение угла beta, подставив все известные значения:
alpha = 45^@ (угол, под которым кубик движется по стенке),
mu = 0,55 (коэффициент трения скольжения кубика по стенке).
С учетом этих значений и значение для ускорения свободного падения, можно рассчитать sin(beta):
sin(beta) = 2*sin(45) / (v/9.8).
sin(beta) = 0.7071 / (v/9.8).
Теперь нам необходимо найти начальную скорость кубика (v) перед отскоком. Для этого воспользуемся законом сохранения импульса:
m*v*sin(alpha) = m*v_кон.
v = v_кон / sin(alpha).
Дополнительной информации для рассчетов недостаточно, поэтому необходимо в задании привести дополнительные данные о значении конечной скорости кубика после отскока или другую информацию, чтобы можно было рассчитать ответ более точно. В противном случае, решение будет представлять лишь выражение величины угла `beta` через известные величины `alpha`, `mu` и массы кубика.