Мяч массой 500 г брошен вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Примите, что сопротивлением воздуха можно пренебречь. Нулевой уровень потенциальной энергии соответствует уровню земли.
а) Чему равна начальная потенциальная энергия мяча?
б) Чему равна начальная кинетическая энергия мяча?
в) На какой высоте кинетическая энергия мяча станет равной его потенциальной энергии?
от

1 Ответ

а) Начальная потенциальная энергия мяча можно рассчитать по формуле:
Ep = m * g * h
где Ep - потенциальная энергия, m - масса мяча, g - ускорение свободного падения (приближенно принимается равным 9,8 м/с²), h - высота.
В данном случае, перед броском мяч находится на уровне земли, поэтому начальная потенциальная энергия равна 0.

б) Начальная кинетическая энергия мяча можно рассчитать по формуле:
Ek = (1/2) * m * v^2
где Ek - кинетическая энергия, m - масса мяча, v - скорость.
Подставляем значения:
Ek = (1/2) * 0,5 кг * (20 м/с)^2 = 100 Дж

в) Для определения высоты, на которой кинетическая энергия мяча станет равной его потенциальной энергии, нужно приравнять эти две энергии:
Ep = Ek
m * g * h = (1/2) * m * v^2
m сокращается:
g * h = (1/2) * v^2
Выразим высоту h:
h = (1/2) * v^2 / g
Подставим значения:
h = (1/2) * (20 м/с)^2 / 9,8 м/с² ≈ 20,4 м

Ответы:
а) Начальная потенциальная энергия мяча равна 0 Дж.
б) Начальная кинетическая энергия мяча равна 100 Дж.
в) Кинетическая энергия мяча станет равной его потенциальной энергии на высоте около 20,4 м.
от