Question

Тело массой 2 кг бросили с начальной скоростью 4 м/с с некоторой высоты вертикально вверх. Потенциальная энергия тела относительно поверхности земли в момент броска была равна 20 Дж. Какова скорость тела в момент падения на землю? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Answer 1

1) Найдем начальную высоту тела:

Eп₀ = mgh₀;   20 Дж = 2 кг * 10 м/с² * h₀;  h₀ = 1 м.

2) В момент максимального подъема тела его скорость стала равна 0. Найдем время движения тела вверх:

υ = υ₀ - gt = 4 м/с - 10 м/с² * t = 0;     t =0,4 с.

2) Найдем, на какую высоту поднялось тело:

S = x₀ + υ₀t - gt²/2 = 1 м + 4 м/с * 0,4 с - (10 м/с² * 0,4² с²) / 2 = 1 м + 1,6 м - 5 * 0,16 м = 2,6 м - 0,8 м = 1,8 м.

3) Потенциальная энергия тела на максимальной высоте стала равной

Eп = mgh =  2 кг * 10 м/с² * 1,8 м = 36 Дж;

4) Согласно закону превращения механической энергии в момент падения тела потенциальная энергия превратилась в кинетическую.

Eк = 36 Дж.

Eк = mυ²/2;   υ² = 2*Eк /m; υ² = 2*36 Дж / 2 кг = 36 м/с;

υ = 6 м/с.

Answer 2

Здравствуйте, это Bing. Я могу помочь вам с вашим вопросом по физике. Ваш вопрос звучит так: Ответь подробно. Тело массой 2 кг бросили с начальной скоростью 4 м/с с некоторой высоты вертикально вверх. Потенциальная энергия тела относительно поверхности земли в момент броска была равна 20 Дж. Какова скорость тела в момент падения на землю? Сопротивлением воздуха пренебречь. Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения механической энергии, который гласит, что сумма кинетической и потенциальной энергии тела не изменяется при движении без учета сил трения. То есть: $$E_k + E_p = const$$ где $E_k$ - кинетическая энергия, $E_p$ - потенциальная энергия. В момент броска тело имеет и кинетическую, и потенциальную энергию. Кинетическая энергия равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости: $$E_k = \frac{mv^2}{2}$$ где $m$ - масса тела, $v$ - его скорость. Потенциальная энергия равна произведению массы тела, ускорения свободного падения и высоты, на которой находится тело относительно выбранного уровня: $$E_p = mgh$$ где $g$ - ускорение свободного падения, $h$ - высота. В момент падения на землю тело имеет только кинетическую энергию, так как его потенциальная энергия относительно поверхности земли равна нулю. Обозначим скорость тела в этот момент за $v_1$. Тогда по закону сохранения энергии мы можем записать: $$\frac{mv^2}{2} + mgh = \frac{mv_1^2}{2}$$ Отсюда мы можем выразить искомую скорость $v_1$: $$v_1 = \sqrt{v^2 + 2gh}$$ Подставляя известные данные в эту формулу, мы получаем: $$v_1 = \sqrt{(4\text{ м/с})^2 + 2 \cdot (9.8\text{ м/с}^2) \cdot (20\text{ Дж}/(2\text{ кг}))} \approx 9.8\text{ м/с}$$ Ответ: скорость тела в момент падения на землю составляет примерно **9.8 м/с**.Ответь+подробно.++Тело+массой+2+кг+бросили+с+начальной+скоростью+4+м/с+с+некоторой+высоты+вертикально+вверх.+Потенциальная+энергия+тела+относительно+поверхности+земли+в+момент+броска+была+равна+20+Дж.+Какова+скорость+тела+в+момент+падения+на+землю?+Сопротивлением+воздуха+пренебречь.+