Question

Стрела массой 50 г выпущена из лука вертикально вверх с начальной скоростью 30м/с.Найдите величину кинетической и потенциальной энергии стрелы: а) во время взлета её от поверхности Земли. б) на максимальной высоте полета.

Answer 1

А) во время взлета она обладала кинетической энергией
E k = m*v^2/2 = 5*10^-2 kg* 900/2 = 45/2=22.5 Дж
б) а достигнув максимума на стала обладать потенциальной энергией
E p = m*g*h
E p = Ek
m*g*h = 22.5
5*10^-2*10*h = 22.5
h = 45 m
Ep = 5*10^-2*10*45=225*10^-1 = 22.5 Дж

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы механики.

а) Во время взлета стрелы от поверхности Земли её высота будет равна нулю, и, следовательно, потенциальная энергия на этот момент также будет равна нулю.

Кинетическая энергия стрелы на этом этапе будет равна:

Кинетическая энергия = (1/2) * масса * скорость^2

где масса стрелы m = 50 г = 0.05 кг, а начальная скорость v = 30 м/с.

Кинетическая энергия = (1/2) * 0.05 кг * (30 м/с)^2 = 22.5 Дж

б) На максимальной высоте полета стрелы её вертикальная скорость будет равна нулю, и, следовательно, её кинетическая энергия тоже будет равна нулю.

На максимальной высоте потенциальная энергия стрелы будет максимальной и равна:

Потенциальная энергия = масса * ускорение свободного падения * высота

где масса стрелы m = 0.05 кг, ускорение свободного падения g ≈ 9.81 м/с² (приближенное значение на поверхности Земли), и высота на максимальной высоте полета также будет равна нулю, так как стрела вернется обратно на поверхность.

Потенциальная энергия = 0.05 кг * 9.81 м/с² * 0 м = 0 Дж

Таким образом, на максимальной высоте полета кинетическая энергия стрелы равна нулю, а потенциальная энергия также равна нулю.