Question

Стрела вылетает из арбалета вертикально вверх со скоростью 60 м/с. Какой максимальной высоты она достигает? а) изобразите на рисунке два состояния системы тел б)Определите для каждого состояния вид энергии в)Запишите полную энергию для каждого состояния г)На основании закона сохранения приравняйте энергии этих состояний е)Из полученного уравнения выразите неизвестную величину (макс. высоту)

Answer 1

Ответ:

У земли Еп1=0, Ек1=mv²/2

на макс. высоте Ек2=0, Еп2=mgh

E1=E2, mv²/2=mgh, h=v²/2g= 60²/20=180 м

Answer 2

Для определения максимальной высоты, которую достигает стрела, мы можем использовать законы сохранения энергии. Давайте рассмотрим данную задачу подробнее.

Первый шаг: Изобразите на рисунке два состояния системы тел

Первое состояние (A): Стрела вылетает из арбалета вертикально вверх Второе состояние (B): Стрела достигает максимальной высоты и начинает падать вниз

Второй шаг: Определите вид энергии для каждого состояния

В первом состоянии (A), стрела обладает кинетической энергией, так как она движется со скоростью 60 м/с. Кинетическая энергия выражается следующей формулой:

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

Во втором состоянии (B), стрела достигает максимальной высоты и перестает двигаться вертикально вверх. В этом состоянии, кинетическая энергия стрелы становится равной нулю. Однако, стрела все еще обладает потенциальной энергией, так как она находится на определенной высоте от земли. Потенциальная энергия можно выразить следующей формулой:

Потенциальная энергия (PE) = масса * ускорение свободного падения * высота

Третий шаг: Запишите полную энергию для каждого состояния

Для первого состояния (A):

Полная энергия (E1) = Кинетическая энергия (KE1)

Для второго состояния (B):

Полная энергия (E2) = Потенциальная энергия (PE2)

Четвертый шаг: На основании закона сохранения приравняйте энергии этих состояний

Согласно закону сохранения энергии, полная энергия системы должна оставаться постоянной.

E1 = E2

KE1 = PE2

Пятый шаг: Из полученного уравнения выразите неизвестную величину (максимальную высоту)

Мы можем использовать формулы для кинетической и потенциальной энергии, чтобы выразить неизвестную величину - максимальную высоту (h).

Для кинетической энергии (KE1):

KE1 = (1/2) * масса * скорость^2

Для потенциальной энергии (PE2):

PE2 = масса * ускорение свободного падения * высота

Таким образом, мы можем получить следующее уравнение:

(1/2) * масса * скорость^2 = масса * ускорение свободного падения * высота

Ответ

Чтобы определить максимальную высоту, нужно решить это уравнение относительно высоты (h).

Максимальная высота (h) будет определяться по следующей формуле:

h = (скорость^2) / (2 * ускорение свободного падения)

Подставляя значения, получаем:

h = (60^2) / (2 * g)

где g - ускорение свободного падения примерно равное 9.8 м/с^2.

Подставив значения в данное уравнение, вы сможете определить максимальную высоту, которую достигает стрела.