Дано:
Масса камня (m) = 200 г = 0.2 кг
Скорость броска (v) = 20 м/с
Угол броска (θ) = 30°
g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения)
а) Найти начальную кинетическую энергию камня:
Кинетическая энергия (KE) определяется по формуле KE = (1/2)mv²
KE = (1/2)*0.2 кг * (20 м/с)² = 20 Дж
Ответ: Начальная кинетическая энергия камня равна 20 Дж.
б) Найти потенциальную энергию камня через 1 с после броска:
Высота подъема камня через 1 секунду:
h = v₀t * sin(θ) - (1/2)gt²
h = 20 м/с * 1 с * sin(30°) - (1/2)*9.81 м/с²*(1 с)²
h ≈ 10 м - 4.905 м ≈ 5.095 м
Потенциальная энергия (PE) на этой высоте:
PE = mgh
PE = 0.2 кг * 9.81 м/с² * 5.095 м ≈ 9.91 Дж
Ответ: Потенциальная энергия камня через 1 с после броска составляет приблизительно 9.91 Дж.
в) Найти минимальную кинетическую энергию камня во время полёта:
Наивысшая точка траектории соответствует максимальной потенциальной энергии, а минимальной кинетической энергии. Поэтому минимальная кинетическая энергия камня во время полёта равна 20 - 9.91 = 10.09 Дж
Ответ: Минимальная кинетическая энергия камня во время полёта равна приблизительно 10.09 Дж, округленно до 10 Дж.