Камень массой 4,5 кг бросают вертикально вверх с начальной скоростью 54 км/ч. На какой высоте кинетическая энергия камня будет в 2 раза больше потенциальной?
от

1 Ответ

дано:  
масса камня m = 4.5 кг  
начальная скорость v0 = 54 км/ч = 54 * (1000 м / 3600 с) = 15 м/с  
удельное ускорение свободного падения g ≈ 9.81 м/с²  

найти:  
высоту h, на которой кинетическая энергия будет в 2 раза больше потенциальной.  

решение:  
1. Кинетическая энергия камня K выражается формулой:  
K = (1/2) * m * v²,  
где v – скорость камня.

2. Потенциальная энергия U определяется как:  
U = m * g * h.

3. По условию задачи необходимо, чтобы K = 2U:  
(1/2) * m * v² = 2 * (m * g * h).  

Сократим массу m (при условии, что m не равно 0):  
(1/2) * v² = 2 * g * h.  

Перепишем уравнение для нахождения высоты h:  
h = (1/2) * v² / (2 * g)  
h = (v²) / (4 * g).

4. Используем начальную скорость v0, так как максимальная высота будет достигнута до того, как камень начнет падать:  
h = (15²) / (4 * 9.81).  
h = 225 / (39.24) ≈ 5.73 м.  

ответ:  
камень достигнет высоты примерно 5.73 м, на которой его кинетическая энергия будет в 2 раза больше потенциальной.
от