Мальчик, стреляя из рогатки вертикально вверх, растянул легкий резиновый шнур так, что его длина увеличилась на 10 см. На какую высоту от места выстрела поднялся камень, если его масса 20 г, а коэффициент упругости шнура 800 Н/м?
от

1 Ответ

дано:
- масса камня m = 20 г = 0.02 кг (переведем в килограммы)
- увеличение длины шнура x = 10 см = 0.1 м (переведем в метры)
- коэффициент упругости шнура k = 800 Н/м

найти: высоту h, на которую поднялся камень

решение:
Сначала находим потенциальную энергию, запасенную в растянутом шнуре. Потенциальная энергия упругой деформации E_pot упругого тела вычисляется по формуле:
E_pot = (1/2) * k * x^2

Подставляем значения:
E_pot = (1/2) * 800 Н/м * (0.1 м)^2
E_pot = (1/2) * 800 * 0.01
E_pot = 4 Дж

Теперь, когда камень поднимается, вся потенциальная энергия шнура преобразуется в потенциальную энергию, когда камень достигает высоты h. Потенциальная энергия тела на высоте h определяется формулой:
E_pot = m * g * h

Где g – ускорение свободного падения, примем g ≈ 9.81 м/с².

Приравниваем обе потенциальные энергии:
(1/2) * k * x^2 = m * g * h

Подставим известные значения:
4 Дж = 0.02 кг * 9.81 м/с² * h

Теперь решим уравнение для h:
h = 4 Дж / (0.02 кг * 9.81 м/с²)
h = 4 / (0.02 * 9.81)
h = 4 / 0.1962
h ≈ 20.41 м

ответ: камень поднялся на высоту приблизительно 20.41 м от места выстрела.
от