Question

Тело брошено вертикально вверх с начальной скорости 15м/с. На какой высоте его потенциальная энергия равно кинетической? ( желательно с рисунком )

Answer 1

Решение смотри на фотографии

Answer 2

Как-то так, учись сам решать.

Answer 3

Для решения этой задачи, нам потребуется учесть, что кинетическая энергия и потенциальная энергия тела связаны его высотой над поверхностью Земли.

Изначально, когда тело брошено вертикально вверх, оно обладает только кинетической энергией, так как его высота над поверхностью Земли равна нулю. По мере подъема, его высота будет увеличиваться, и когда его потенциальная энергия станет равной кинетической, высота будет достигнута.

Мы знаем, что кинетическая энергия (КЭ) и потенциальная энергия (ПЭ) выражаются следующим образом:

КЭ = (1/2) * m * v^2

ПЭ = m * g * h

Где: m - масса тела, v - его скорость, g - ускорение свободного падения (приближенное значение g ≈ 9.8 м/с^2), h - высота над поверхностью Земли.

Так как КЭ и ПЭ должны быть равны в какой-то момент времени (при достижении максимальной высоты), мы можем записать:

(1/2) * m * v^2 = m * g * h

Откуда, выражая h, получаем:

h = (1/2) * v^2 / g

Теперь подставим значения:

v = 15 м/с, g ≈ 9.8 м/с^2.

h = (1/2) * (15 м/с)^2 / 9.8 м/с^2 ≈ 11.47 м.

Таким образом, высота, на которой потенциальная энергия тела равна его кинетической энергии, составляет примерно 11.47 метров над поверхностью Земли.

Рассмотрим рисунок для наглядности:

markdownCopy code
            ^
            |            Кинетическая
            |              энергия
            |
            |     Потенциальная энергия = Кинетическая энергия
            |            ↑
            |            |
            |____________|______→ Время
            |
            V

На вертикальной оси отложена высота (h), а на горизонтальной - время. Когда потенциальная энергия становится равной кинетической, тело достигает максимальной высоты.

Обратите внимание, что в реальных условиях учитываются также сопротивление воздуха и другие факторы, что может привести к незначительным отклонениям в результатах.