Question

Мяч массой 0,8 кг бросают вертикально вверх со скоростью 40 м/с. Сопротивление воздуха не учитывается, g=10 Н/кг. a) Определите кинетическую энергию мяча в момент бросания. [2] b) Запишите формулу закона сохранения механической энергии. [1] c) Определите потенциальную энергию мяча в верхней точке траектории движения. [1] d) Определите высоту подъема тела. СОЧ​

Answer 1

Дано: m=0,8 кг; V=40 м/с; Ек - ? Еп - ? h - ?

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

а) Ek=mV²/2

Ek=0,8*40²/2=0,4*1600=640 Дж

б) Ек1 + Еп1=Ек2+Еп2=Еполная.

В любой момент сумма кинетической и потенциальной энергии неизменна (для замкнутых систем, где нет трения, потерь на тепло).

с) Ек(внизу)=Еп(в верхн. точке)=640 Дж

d) Ep=mgh

h=Ep/(mg)=640/(0,8*10)=80 МЕТРОВ!  Следите за единицами.

Answer 2

a) Кинетическая энергия мяча в момент бросания (KE начальная) может быть найдена с использованием следующей формулы:

KE начальная = (1/2) * масса * (скорость)^2

где масса мяча (m) = 0,8 кг и начальная скорость (скорость) = 40 м/с.

KE начальная = (1/2) * 0,8 кг * (40 м/с)^2 = 640 Дж

b) Формула закона сохранения механической энергии:

E начальная = E конечная

где E начальная - начальная механическая энергия, а E конечная - конечная механическая энергия.

c) Потенциальная энергия мяча в верхней точке траектории движения (PE верхняя) может быть найдена с использованием формулы:

PE верхняя = масса * ускорение свободного падения * высота

где масса мяча (m) = 0,8 кг, ускорение свободного падения (g) = 10 Н/кг, и нам нужно найти высоту (h).

Из закона сохранения механической энергии (пункт b) мы знаем, что начальная механическая энергия (в момент бросания) равна конечной механической энергии (в верхней точке траектории):

KE начальная + PE начальная = KE верхняя + PE верхняя

Поскольку начальная скорость в момент бросания (KE начальная) равна 640 Дж, а в верхней точке траектории скорость (KE верхняя) равна 0 (потому что скорость становится нулевой в верхней точке), мы можем записать:

640 Дж + PE начальная = 0 + PE верхняя

Теперь мы можем найти PE верхняя:

PE верхняя = -PE начальная PE верхняя = -640 Дж

d) Теперь мы можем найти высоту подъема (h), используя потенциальную энергию:

PE верхняя = -mgh

где m - масса мяча (0,8 кг), g - ускорение свободного падения (10 Н/кг), h - высота.

-640 Дж = -(0,8 кг) * (10 Н/кг) * h

Теперь решим это уравнение для h:

h = 640 Дж / (0,8 кг * 10 Н/кг) = 8 метров

Высота подъема мяча составляет 8 метров.