Данная задача относится к разделу физики, изучающему законы сохранения энергии и вращательное движение.
При одинаковых начальных скоростях сплошной цилиндр поднимется выше, чем полый цилиндр.
Объяснение:
- При вкатывании на горку цилиндры обладают как кинетической энергией поступательного движения, так и кинетической энергией вращательного движения.
- Полная кинетическая энергия цилиндра равна сумме этих двух энергий: $$E_k = \frac{1}{2}mv^2 + \frac{1}{2}Iω^2$$, где $$m$$ - масса, $$v$$ - скорость центра масс, $$I$$ - момент инерции, $$ω$$ - угловая скорость.
- Момент инерции полого цилиндра больше, чем у сплошного цилиндра при одинаковой массе и радиусе. Это связано с тем, что масса полого цилиндра распределена дальше от оси вращения.
- Следовательно, при одинаковой начальной скорости и массе, большая часть кинетической энергии полого цилиндра приходится на вращательное движение, а меньшая - на поступательное.
- Так как при подъеме на горку кинетическая энергия переходит в потенциальную, то сплошной цилиндр, у которого большая часть кинетической энергии была в поступательном движении, сможет подняться на большую высоту.
Ответ: выше поднимется сплошной цилиндр