Question

Мяч бросают с высоты 25 м вертикально вниз со скоростью 20 м/с. Определите скорость мяча возле поверхности Земли.

Answer 1

По закону сохранения механической энергии

_____________________________

Answer 2

Для решения этой задачи воспользуемся уравнением кинематики движения тела с постоянным ускорением, так как мяч движется под воздействием силы тяжести, которая обеспечивает ускорение вниз. Уравнение, которое мы будем использовать, имеет вид:

\[v^2 = u^2 + 2as,\]

где - \(v\) - конечная скорость, - \(u\) - начальная скорость, - \(a\) - ускорение, - \(s\) - путь.

В данной задаче \(u = 20 \, \text{м/c}^2\) (начальная скорость мяча), \(s = 25 \, \text{м}\) (высота, с которой бросают мяч), \(a = 9.8 \, \text{м/c}^2\) (ускорение свободного падения на поверхности Земли). Так как мяч бросают вертикально вниз, начальная скорость \(u\) отрицательна.

Подставляя известные значения, мы получаем:

\[v^2 = (20)^2 + 2(-9.8)(25).\]

\[v^2 = 400 - 490 = -90.\]

Поскольку скорость не может быть отрицательной, значит, что наша модель предполагает, что мяч не может достигнуть поверхности Земли при данных условиях.

Однако, на практике мы знаем, что мяч, брошенный вертикально вниз, будет иметь конечную скорость, когда достигнет поверхности. В данной ситуации, мы не учли влияние сопротивления воздуха, которое тормозит движение мяча. Для более точного решения задачи, необходимо учесть этот фактор.