Question

Шарик массой 250 г брошен вертикально вверх со скоростью 40 м/c. Примите, что сопротивление воздуха можно пренебречь. а) Определите кинетическую энергию шарика сразу после броска. б) На какую максимальную высоты поднимется шарик? в) Чему равна потенциальная энергия шарика через 2 с после броска?

Answer 1

Ответ:

а) 200Дж

б) 80м

в) 100Дж

Объяснение:

а) кинетическая энергия Е=(mv²)/2

б) h = (v0² sina²)/2g sina=1 т.к. вертикально значит 90°

в)за 2 секунды шарик проходит половину всей высоты. Значит 40м и подставляем это значение в формулу E=mgh

Answer 2

Определение кинетической энергии шарика сразу после броска

Кинетическая энергия шарика сразу после броска может быть определена с использованием формулы для кинетической энергии:

Кинетическая энергия (КЭ) = (1/2) * масса * скорость^2

В данном случае, масса шарика составляет 250 г (или 0.25 кг), а скорость равна 40 м/с.

Подставляя значения в формулу, получаем:

КЭ = (1/2) * 0.25 кг * (40 м/с)^2

Вычисляя это выражение, получаем:

КЭ = 0.5 * 0.25 кг * (40 м/с)^2 = 200 Дж

Таким образом, кинетическая энергия шарика сразу после броска составляет 200 Дж.

Определение максимальной высоты, на которую поднимется шарик

Для определения максимальной высоты, на которую поднимется шарик, можно использовать закон сохранения энергии. При вертикальном движении без учета сопротивления воздуха, полная механическая энергия остается постоянной.

Наибольшая высота будет достигнута, когда кинетическая энергия шарика полностью превратится в потенциальную энергию.

Таким образом, можно записать уравнение:

КЭ + ПЭ = ПЭ_макс

Где: - КЭ - кинетическая энергия шарика - ПЭ - потенциальная энергия шарика - ПЭ_макс - максимальная потенциальная энергия шарика

Мы уже знаем, что кинетическая энергия шарика сразу после броска составляет 200 Дж. Таким образом, уравнение принимает следующий вид:

200 Дж + ПЭ = ПЭ_макс

Поскольку шарик брошен вертикально вверх, его начальная скорость равна 40 м/с, а на максимальной высоте его скорость будет равна 0 м/с. Используя закон сохранения энергии, можно записать уравнение:

КЭ_начальная + ПЭ_начальная = КЭ_максимальная + ПЭ_максимальная

Поскольку начальная кинетическая энергия равна 200 Дж, а начальная потенциальная энергия равна 0, уравнение принимает следующий вид:

200 Дж + 0 = 0 + ПЭ_максимальная

Таким образом, максимальная потенциальная энергия шарика равна 200 Дж.

Определение потенциальной энергии шарика через 2 с после броска

Для определения потенциальной энергии шарика через 2 с после броска, мы можем использовать тот же закон сохранения энергии.

Поскольку сопротивление воздуха можно пренебречь, полная механическая энергия остается постоянной.

Мы уже знаем, что начальная потенциальная энергия равна 0, а кинетическая энергия через 2 с после броска составляет 200 Дж.

Таким образом, уравнение принимает следующий вид:

КЭ_начальная + ПЭ_начальная = КЭ_2с + ПЭ_2с

Подставляя известные значения, получаем:

200 Дж + 0 = КЭ_2с + ПЭ_2с

Так как кинетическая энергия через 2 с после броска будет равна 0 (шарик достигнет максимальной высоты и его скорость будет равна 0 м/с), уравнение принимает следующий вид:

200 Дж + 0 = 0 + ПЭ_2с

Таким образом, потенциальная энергия шарика через 2 с после броска также равна 200 Дж.

Пожалуйста, обратите внимание, что все вычисления были выполнены с использованием предоставленных данных и формул, исходя из предположения, что сопротивление воздуха можно пренебречь.