С башни высотой 20 м брошен горизонтально камень массой 200 г с начальной скоростью 10 м/с. Чему равны через 1 с после начала движения:
а)  кинетическая энергия камня?
б)  потенциальная энергия камня относительно земли?
от

1 Ответ

дано:  
высота башни h = 20 м,  
масса камня m = 200 г = 0.2 кг,  
начальная скорость v0 = 10 м/с.  
Время t = 1 с.  
Ускорение свободного падения g = 9.81 м/с².

найти:  
а) кинетическую энергию камня через 1 с после начала движения.  
б) потенциальную энергию камня относительно земли через 1 с.

решение:  
а) Кинетическая энергия (KE) камня рассчитывается по формуле:

KE = (1/2) * m * v^2.

Сначала найдем горизонтальную скорость камня через 1 с:

vx = v0 = 10 м/с (горизонтальная скорость остается постоянной).

Теперь подставим значения в формулу:

KE = (1/2) * 0.2 * (10)^2,  
KE = (1/2) * 0.2 * 100,  
KE = 0.1 * 100,  
KE = 10 Дж.

б) Найдем высоту камня через 1 с, используя формулу для вертикального движения:

h(t) = h - (1/2) * g * t^2.  

h(1) = 20 - (1/2) * 9.81 * (1)^2,  
h(1) = 20 - (1/2) * 9.81,  
h(1) = 20 - 4.905,  
h(1) ≈ 15.095 м.

Теперь можем рассчитать потенциальную энергию (PE):

PE = m * g * h(t).  

Подставим значения:

PE = 0.2 * 9.81 * 15.095,  
PE ≈ 0.2 * 9.81 * 15.095 ≈ 29.65 Дж.

ответ:  
а) Кинетическая энергия камня через 1 с равна 10 Дж.  
б) Потенциальная энергия камня относительно земли через 1 с равна примерно 29.65 Дж.
от