Дано:
Масса тела (m) = 0.25 кг (250 г)
Начальная скорость (v₀) = 54 км/ч = 15 м/с (переведем в м/с)
Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²
Сила тяжести (Fт) = 10 Н/кг
Найти:
а. Кинетическая энергия тела в момент выброса
б. Потенциальная энергия в самой высокой точке
с. Наибольшая высота подъема
Решение:
а. Кинетическая энергия тела в момент выброса:
Кинетическая энергия (Ek) = 0.5 * m * v₀²
Подставим значения:
Ek = 0.5 * 0.25 * 15²
= 0.5 * 0.25 * 225
= 28.125 Дж
б. Потенциальная энергия в самой высокой точке:
Наибольшая потенциальная энергия (Ep) соответствует нулевой скорости:
Ep = m * g * h
где h - высота подъема.
c. Наибольшая высота подъема:
Используем закон сохранения энергии:
Начальная кинетическая энергия (Ek₀) = Потенциальная энергия в самой высокой точке (Ep)
0.5 * m * v₀² = m * g * h
Решим уравнение относительно h:
h = (0.5 * m * v₀²) / (m * g)
h = (0.5 * 0.25 * 15²) / (0.25 * 9.8)
h = (0.5 * 0.25 * 225) / (0.25 * 9.8)
h = 28.125 / 2.45
h ≈ 11.47 м
Ответ:
а. Кинетическая энергия тела в момент выброса: 28.125 Дж
б. Потенциальная энергия в самой высокой точке: 28.125 Дж
с. Наибольшая высота подъема: около 11.47 м.