Question

СРОЧНО ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА 7.  Стрелу массой 400г выпускают вертикально вверх со скоростью 30 м/с. Сопротивление воздуха не учитывается, g=10 Н/кг.  (задача)a)  Определите кинетическую энергию стрелы в момент начала движения.                                     b)  Запишите формулу закона сохранения механической энергии.                                                   c)  Определите потенциальную энергию стрелы в верхней точке траектории движения.               d)  Определите максимальную высоту подъема стрелы.                                                                ​

Answer 1

Решение:

m = 400 г = 0,4 кг

v₀ = 30 м/с

g =10 Н/кг

------------------------------

а)

Кинетическая энергия стрелы в начале движения

Ек₀ = 0,5mv₀² = 0.5 · 0.4 · 30² = 180 (Дж)

б)

Формула закона сохранения энергии

Еп₁ + Ек₁ = Еп₀ + Ек₀

Поскольку Еп₀  = 0 и Ек₁ = 0, то для данной задачи

кинетическая энергия в начале движения равна потенциальной энергии в верхней точке траектории

Еп₁ = Ек₀

с)

Потенциальная энергии в верхней точке траектории

Еп₁ = Ек₀ = 180 Дж

d)

Поскольку потенциальная энергия стрелы на высоте h вычисляется по формуле

Еп₁ = mgh,

то максимальная высота подъёма стрелы

h = Еп₁ : (mg) = 180 : (0.4 · 10) = 45 (м)

Answer 2

Давайте рассмотрим задачу поэтапно:

a) Кинетическая энергия стрелы в момент начала движения:

Кинетическая энергия (KE) вычисляется по формуле:

KE = (1/2) * масса * скорость^2

В данном случае: Масса стрелы (m) = 400 г = 0,4 кг Скорость стрелы (v) = 30 м/с

KE = (1/2) * 0,4 кг * (30 м/с)^2

KE = 0,6 кДж (килоджоулей)

b) Закон сохранения механической энергии:

Закон сохранения механической энергии утверждает, что сумма кинетической (KE) и потенциальной (PE) энергии в системе остается постоянной, если силы потери (например, сопротивление воздуха) не учитываются. Математически это можно записать как:

KE + PE = const

c) Потенциальная энергия стрелы в верхней точке траектории:

На верхней точке траектории скорость стрелы равна 0, поэтому вся её механическая энергия преобразуется в потенциальную энергию. Потенциальная энергия (PE) в данном случае определяется как:

PE = масса * ускорение свободного падения (g) * высота

PE = 0,4 кг * 10 Н/кг * h

d) Максимальная высота подъема стрелы:

Из закона сохранения механической энергии (пункт b) следует, что на верхней точке траектории (где скорость равна нулю) кинетическая энергия полностью превращается в потенциальную энергию. Таким образом:

KE = PE

0,6 кДж = 0,4 кг * 10 Н/кг * h

h = (0,6 кДж) / (0,4 кг * 10 Н/кг)

h = 1,5 метра

Таким образом, максимальная высота подъема стрелы составляет 1,5 метра.