Question

На дереве, на высоте 7 м весит шишка. Мальчик кидает в неё вертикально вверх камень, массой 80 г, со скоростью 10 м/с. a) Определите кинетическую энергию камня в момент бросания b) По закону сохранения механической энергии определите потенциальную энергию, которой обладает камень в верхней точке. c) Зная потенциальную энергию, определите, на какую высоту сможет подняться камень d) Собьёт ли камень шишку? Почему?​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

h = 7 м

m = 80 г = 0,080 кг

V₀ = 10 м/с

_______________

a) Определим кинетическую энергию камня в момент бросания:

Eк = m·V₀² / 2 = 0,080·10² / 2 = 4 Дж

b) По закону сохранения механической энергии определим потенциальную энергию, которой обладает камень в верхней точке:

Eп = m·g·H

Eп = Eк = 4 Дж

c) Зная потенциальную энергию, определим, на какую высоту сможет подняться камень:

Еп = m·g·H

H = Eп / (m·g) = 4 / (0,080·10) =  5 м

d) Собьёт ли камень шишку? Почему?​

Камень собьет шишку, потому что:

H > h     (5 м > 4 м)

Answer 2

Для решения этой задачи воспользуемся законами сохранения энергии.

a) Кинетическая энергия камня в момент бросания равна его половине массы умноженной на квадрат скорости. Подставим известные значения:

m = 80 г = 0.08 кг (переведём массу в килограммы) v = 10 м/с

Кинетическая энергия (KE) вычисляется по формуле: KE = (1/2) * m * v^2

KE = (1/2) * 0.08 кг * (10 м/с)^2 KE = 0.04 * 100 Дж KE = 4 Дж

Таким образом, кинетическая энергия камня в момент бросания составляет 4 Дж.

b) В верхней точке траектории камня его кинетическая энергия будет равна нулю, так как скорость будет равна нулю. По закону сохранения механической энергии, кинетическая энергия превращается в потенциальную энергию.

Таким образом, потенциальная энергия (PE) камня в верхней точке будет равна 4 Дж.

c) Потенциальная энергия, которой обладает камень, связана с его положением относительно земли. Высота, на которую сможет подняться камень, равна потенциальной энергии, разделённой на его массу и ускорение свободного падения (g ≈ 9.8 м/с^2):

h = PE / (m * g)

h = 4 Дж / (0.08 кг * 9.8 м/с^2) h ≈ 5.1 м

Таким образом, камень сможет подняться на высоту около 5.1 м.

d) Чтобы определить, собьет ли камень шишку, необходимо узнать, с какой скоростью камень достигнет шишки. Если камень достигнет шишки со скоростью, достаточной для сбивания ее, то шишка упадет. Если скорость будет недостаточной, то шишка не будет сбита.

На данный момент в задаче нет информации о том, какая скорость считается достаточной для сбивания шишки. Поэтому невозможно однозначно сказать, собьет ли камень шишку.