Question

2.2 На дереве, на высоте 4 м весит шишка. Мальчик кидает в неё вертикально вверх камень, массой 80 г, со скоростью 10 м/с. а) Определите кинетическую энергию камня в момент бросания [1] b) Определите, на какую высоту сможет подняться камень [1] C) Собьёт ли камень шишку? Почему? [2] помогите​

Answer 1

Ответ:

Дано:

h = 7 м

m = 80 г = 0,080 кг

V = 10 м/с

______________

А)

Формула кинетической энергии:

Eк = m·V²/2

В момент бросания:

Eк = 0,080·10²/2 = 4 Дж

Б)

В верхней точке:

Eп = Ек = 4 Дж

В)

Камень может подняться на высоту:

h₁ = Eп / (m·g) = 4 / (0,080·10) = 5 м

D)

Камень шишку не собьет, потому что

5 м < 7 м

Answer 2

Давайте рассмотрим каждый вопрос по очереди:

а) Чтобы определить кинетическую энергию камня в момент бросания, используем формулу кинетической энергии:

\[ E_k = \frac{1}{2}mv^2, \]

где \(m\) - масса камня (80 г, что равно 0.08 кг), \(v\) - его скорость (10 м/с). Подставим значения в формулу:

\[ E_k = \frac{1}{2} \times 0.08 \, \text{кг} \times (10 \, \text{м/с})^2 = 4 \, \text{Дж}.\]

Ответ: Кинетическая энергия камня в момент бросания составляет 4 Дж.

b) Чтобы определить, на какую высоту сможет подняться камень, можно воспользоваться законом сохранения энергии. Когда камень поднимется на высоту \(h\), его потенциальная энергия превратится в потенциальную энергию на высоте и часть его кинетической энергии будет потеряна из-за сил трения и сопротивления воздуха.

Используем формулу потенциальной энергии:

\[ E_p = mgh, \]

где \(m\) - масса камня (0.08 кг), \(g\) - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.8 м/с²), \(h\) - высота.

Изначальная кинетическая энергия камня равна 4 Дж. После того как вся кинетическая энергия будет превращена в потенциальную, можно написать уравнение:

\[ 4 \, \text{Дж} = 0.08 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с}^2 \times h. \]

Решая это уравнение, найдем высоту \(h\):

\[ h = \frac{4 \, \text{Дж}}{0.08 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с}^2} \approx 5.1 \, \text{м}.\]

Ответ: Камень сможет подняться на высоту около 5.1 метра.

c) Наконец, чтобы определить, собьет ли камень шишку, нужно учесть, что камень движется вертикально вверх, а шишка находится на дереве на высоте 4 метра. Таким образом, камень не собьет шишку, так как его максимальная высота подъема (5.1 м) больше, чем высота шишки (4 м).