Дано:
- Начальная скорость u = 5 м/с (камень брошен вверх)
- Ускорение свободного падения g ≈ 9.81 м/с²
Найти:
1. Конечную скорость v, с которой камень упадет на землю.
Решение:
1. При броске вверх камень будет замедляться до тех пор, пока не достигнет максимальной высоты. На этой высоте его скорость станет равной 0 м/с.
2. Затем камень начнет падать обратно вниз, ускоряясь под действием силы тяжести.
3. В момент падения скорость камня будет равна скорости, с которой он был брошен, но направлена вниз. Используем закон сохранения энергии или уравнение движения для определения конечной скорости.
4. По уравнению:
v² = u² + 2gh, где h — максимальная высота, которую камень достигнет.
Однако нам не нужно вычислять h, так как:
При возвращении к земле конечная скорость будет равна начальной скорости по модулю, то есть v = u в момент броска (но направлена вниз).
5. Таким образом:
v = 5 м/с (направление вниз).
Ответ:
Камень упадет на землю со скоростью v = 5 м/с (направлена вниз).
Для полной картины: при падении на землю итоговая скорость будет равна начальной умноженной на 1 при упрощённых расчетах, и фактически, она составит v = √(u² + 2gh), что приведёт к тому же результату в случае отсутствия других факторов, таких как сопротивление воздуха.