Question

Тело массой 0,1 кг брошено горизонтально со скоростью 4 м/с с высоты 2м относительно поверхности Земли. Какова кинетическая энергия в момент его приземления? Сопротивление воздуха не учитывать.

Answer 1

Данные: m (масса брошенного тела) = 0,1 кг; Vг (горизонтальная скорость) = 4 м/с; h — высота броска тела (h = 2 м).
Постоянные величины: g (ускорение свободного падения) ≈ 10 м/с2.
1) Вертикальная скорость в момент приземления: m * Vв2 / 2 = m * g * h, откуда выразим: Vв = √(2 * g * h) = √(2 * 10 * 2) = 6,32 м/с.
2) Полная скорость в момент приземления: V = √(Vв2 + Vг2) = √(6,322 + 42) = 7,48 м/с.
3) Кинетическая энергия: Ek = m * V2 / 2 = 0,1 * 7,482 / 2 = 2,8 Дж.
Ответ: Кинетическая энергия стала равна 2,8 Дж.

Answer 2

Чтобы найти кинетическую энергию тела в момент его приземления, можно использовать закон сохранения механической энергии. Механическая энергия тела в начальный момент (когда оно брошено) и в конечный момент (когда оно приземлится) должна оставаться постоянной, так как сопротивление воздуха не учитывается.

Начальная механическая энергия (E начальная) состоит из потенциальной энергии (U) и кинетической энергии (K):

E начальная = U + K

Потенциальная энергия в начальный момент определяется как масса (m) умноженная на высоту (h) и ускорение свободного падения (g):

U начальная = m * g * h

где m = 0,1 кг (масса тела) h = 2 м (высота) g = 9,81 м/с² (ускорение свободного падения на поверхности Земли)

U начальная = 0,1 кг * 9,81 м/с² * 2 м = 1,962 Дж

Кинетическая энергия в начальный момент (при броске) равна нулю, так как тело только начало движение:

K начальная = 0 Дж

Теперь мы можем найти конечную кинетическую энергию (K конечная) в момент приземления:

E начальная = E конечная U начальная + K начальная = K конечная

K конечная = U начальная + K начальная K конечная = 1,962 Дж + 0 Дж K конечная = 1,962 Дж

Таким образом, кинетическая энергия тела в момент его приземления составляет 1,962 Дж.