Question

Камень массой 400 г бросили вертикально вверх со скоростью 5 м/с. Определите кинетическую энергию в момент броска. На какую максимальную высоту может подняться камень? Потерями энергии пренебречь

Answer 1

Потенциальная энергия П2=mgh=0.4*10*15=60(Дж)

По закону сохранения энергии текущая кинетическая энергия равна начальной кинетической без потенциальной:

К2=К1-П2=mv^2/2 - П2 = 0,4*20*20/2 - 60=80-60=20(Дж)

Answer 2

Кинетическая энергия (КЭ) камня в момент броска можно вычислить по формуле:

КЭ = 0.5 * масса * скорость^2

где масса камня (m) = 400 г = 0.4 кг, а скорость (v) = 5 м/с.

Подставив значения:

КЭ = 0.5 * 0.4 кг * (5 м/с)^2 = 0.5 * 0.4 кг * 25 м^2/с^2 = 5 Дж

Таким образом, кинетическая энергия камня в момент броска составляет 5 Дж.

Чтобы определить максимальную высоту, на которую камень может подняться, можно использовать закон сохранения механической энергии, который гласит:

Начальная механическая энергия = Кинетическая энергия + Потенциальная энергия

На начальной высоте (когда камень бросили) потенциальная энергия равна 0 (выбирается произвольно), поэтому:

Начальная механическая энергия = Кинетическая энергия

Максимальная потенциальная энергия достигается на максимальной высоте. Потенциальная энергия (ПЭ) связана с высотой (h) и гравитационной постоянной (g) следующим образом:

ПЭ = масса * ускорение свободного падения * высота

где ускорение свободного падения (g) ≈ 9.81 м/с².

Поэтому:

Кинетическая энергия = Потенциальная энергия

5 Дж = 0.4 кг * 9.81 м/с² * h

h = 5 Дж / (0.4 кг * 9.81 м/с²) ≈ 1.275 м

Таким образом, максимальная высота, на которую камень может подняться, составляет приблизительно 1.275 метра.