Question

Тело массой 200г бросают вертикально вверх со скоростью 4м/с если считать потенциальную энергию в точке броска равной нулю, а сопротивлением воздуха принебречь, то чему будет равна потенциальная энергия в наивысшей точке подъёма ?

Answer 1

Согласно кинематике движения:
v=v0-gt=4-10*t=0
(в наивысшей точке подъема тело остановится),
тогда время полета: t= 0.4 c

Высота подъема:
h=h0+v*t-g*t*t/2=0+4*0.4-10*0.4*0.4/2=1.6-0.8=0.8 м

Потенциальная энергия равна:
 E=mgh=0.2*10*0.8=1.6 Дж

Answer 2

Потенциальная энергия тела в точке броска равна нулю, так как это условие выбрано для удобства расчетов. Кинетическая энергия тела в точке броска равна \(E_k = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2} \cdot 0.2 \cdot 4^2 = 1.6 \, \text{Дж}\).

По закону сохранения механической энергии, сумма потенциальной и кинетической энергий тела остается постоянной в отсутствие внешних сил, изменяющих механическую энергию. Таким образом, потенциальная энергия тела в наивысшей точке подъема будет равна \(E_{\text{пот}} = E - E_k = 0 - 1.6 = -1.6 \, \text{Дж}\).

Отрицательное значение потенциальной энергии указывает на то, что тело находится ниже уровня потенциальной энергии, выбранного для начала отсчета.