Question

Мяч массой 100г брошен вертикально вверх с начальной скоростью 40 м/с. Определить: 1) максимальную высоту подъема мяча hmax; 2) кинетическую и потенциальную энергию на высоте h1=20 м. 3) на какой высоте h2 кинетическая энергия мяча будет равна потенциальной энергии. 4) скорость мяча V2 на этой высоте.

Answer 1

Дано:
m=0,1 кг
V=40м/с

1) Для нахождения максимальной высоты используем формулу без времени:

h = $\frac{ V^{2}- V₀^{2} }{2g}$
Так как начальная скорость (а именно V₀ = 0 ⇒ формула приобретет вид h= $\frac{ V^{2} }{2g}$ 

Подставляем значения и получаем:

h= $\frac{ 40^{2} }{2*10} = \frac{1600}{20} = 80$ м.
2) Wк = $\frac{m V^{2} }{2} = \frac{0,1*1600}{2} = 80$ Дж
    Wп = mgh = 0,1*10*20 = 20 Дж
3) Для нахождения высоты, где кинетическая и потенциальная энергии будут равны, просто приравниваем Wк = Wп
$\frac{m V^{2} }{2} = mgh$₂
$\frac{0,1*1600}{2} = 0,1*10*h$₂
Считаем и получаем, что
h₂ = 80м

4) Для нахождения скорости на этой высоте достаточно посмотреть пункт первый. Из расчетов в пункте 1 видно, что высота h₂ является максимальной для заданных характеристик ⇒ V₂ на высоте 80м = 0

Ответ: 1) 80м
           2) 80 Дж; 20 Дж
           3) 80м
           4) 0


_______________

Обращайся!
Если помог, отметь решение как лучшее :)

Answer 2

Решение физической задачи:

1) Определение максимальной высоты подъема мяча (hmax):

Для вычисления максимальной высоты подъема мяча (hmax) можно использовать уравнение кинетической энергии и потенциальной энергии.

Кинетическая энергия (КЭ) в начальный момент времени (при бросании мяча вверх) равна потенциальной энергии (ПЭ) в момент максимальной высоты подъема, так как в этот момент скорость мяча равна 0.

Уравнение для вычисления максимальной высоты подъема: K1 + П1 = K2 + П2

Где K1 - кинетическая энергия в начальный момент, П1 - потенциальная энергия в начальный момент, K2 - кинетическая энергия в момент максимальной высоты, П2 - потенциальная энергия в момент максимальной высоты.

2) Определение кинетической и потенциальной энергии на высоте h1 = 20 м:

Для вычисления кинетической и потенциальной энергии на высоте h1 = 20 м можно использовать известные формулы кинетической и потенциальной энергии.

Кинетическая энергия (КЭ) на высоте h1: K1 = (1/2)mv^2, где m - масса мяча, v - скорость мяча.

Потенциальная энергия (ПЭ) на высоте h1: П1 = mgh, где m - масса мяча, g - ускорение свободного падения, h - высота.

3) Определение высоты h2, на которой кинетическая энергия мяча равна потенциальной энергии:

Для определения высоты h2, на которой кинетическая энергия мяча равна потенциальной энергии, можно использовать уравнение, уравнивающее кинетическую и потенциальную энергию.

4) Определение скорости мяча V2 на высоте h2:

Для определения скорости мяча V2 на высоте h2 можно использовать закон сохранения механической энергии, который утверждает, что сумма кинетической и потенциальной энергии остается постоянной в отсутствие неконсервативных сил.

Давайте начнем с решения первого пункта и продолжим с остальными.