Дано:
Масса кирпича (m) = 2 кг
Высота падения (h) = 30 м
Начальная скорость (u) = 5 м/с
Найти:
Скорость кирпича при падении на землю
Решение:
Используем закон сохранения энергии, согласно которому потенциальная энергия (ПЭ) превращается в кинетическую энергию (КЭ):
ПЭ = КЭ
Масса кирпича (m) = 2 кг
Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с^2
Потенциальная энергия (ПЭ) = m * g * h
Кинетическая энергия (КЭ) = (1/2) * m * v^2
Изначально кирпич имеет начальную скорость (u), поэтому его кинетическая энергия учитывает это значение:
КЭ = (1/2) * m * (v^2 - u^2)
Сравниваем потенциальную энергию и кинетическую энергию:
m * g * h = (1/2) * m * (v^2 - u^2)
Упрощаем выражение:
g * h = (1/2) * (v^2 - u^2)
Раскрываем скобки:
g * h = (1/2) * v^2 - (1/2) * u^2
Выражаем v^2:
v^2 = 2 * (g * h + u^2)
Находим квадратный корень от обеих сторон:
v = √(2 * (g * h + u^2))
Подставляем значения:
v = √(2 * (9.8 * 30 + 5^2))
v = √(2 * (294 + 25))
v = √(2 * 319)
v = √638
v ≈ 25.28 м/с
Ответ:
Скорость кирпича при падении на землю составляет около 25.28 м/с.