Question

Каковы Значения потенциальной и кинетической энергии стрелы массой 50г, выпущенной из лука со скоростью 30м/с вертикально вверх на максимальной скорости подъема

Answer 1

На максимальной высоте подъема Ek=0 и полностью перешла в потенциальную энергию.
Ep=Ek=m*V0^2/2=0,05*900/2=22,5 Дж

Answer 2

Для рассмотрения значений потенциальной и кинетической энергии стрелы, давайте воспользуемся физическими формулами, связанными с кинетической энергией (КЭ) и потенциальной энергией (ПЭ).

1. Кинетическая энергия (КЭ): Кинетическая энергия вычисляется по формуле:

\[ K.E. = \frac{1}{2} m v^2 \]

Где: - \( K.E. \) - кинетическая энергия, - \( m \) - масса стрелы, - \( v \) - скорость стрелы.

2. Потенциальная энергия (ПЭ): Потенциальная энергия при подъеме в вертикальном направлении (в отсутствие сопротивления воздуха) связана с высотой и вычисляется по формуле:

\[ P.E. = mgh \]

Где: - \( P.E. \) - потенциальная энергия, - \( m \) - масса стрелы, - \( g \) - ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с² на Земле), - \( h \) - высота.

Для стрелы, выпущенной вертикально вверх на максимальной высоте, кинетическая энергия при этом максимальна (в начальный момент), а потенциальная энергия достигает максимального значения, когда стрела останавливается перед началом своего падения.

Итак, начнем с вычисления кинетической энергии:

\[ K.E. = \frac{1}{2} \times 0.05 \, \text{кг} \times (30 \, \text{м/с})^2 \]

\[ K.E. = \frac{1}{2} \times 0.05 \, \text{кг} \times 900 \, \text{м}^2/\text{с}^2 \]

\[ K.E. = 22.5 \, \text{Дж} \]

Теперь, когда стрела достигнет максимальной высоты, вся ее кинетическая энергия будет преобразована в потенциальную энергию. Мы можем использовать формулу для потенциальной энергии:

\[ P.E. = mgh \]

Учитывая, что когда стрела остановится, её скорость будет равна 0, и потенциальная энергия будет равна кинетической энергии на максимальной высоте:

\[ P.E. = K.E. = 22.5 \, \text{Дж} \]

Таким образом, максимальная потенциальная энергия стрелы при её подъеме составляет 22.5 Дж.