Какова должна быть скорость броска с вершины холма, чтобы тело двигалось вдоль его поверхности? Уравнение формы холма

  • 21
Какова должна быть скорость броска с вершины холма, чтобы тело двигалось вдоль его поверхности? Уравнение формы холма задается как y=H−αx2, где H=10 м и α=0,05 м−1. Ускорение свободного падения равно 10 м/с2, игнорируем сопротивление воздуха. Ответ дайте в м/с, округлив до целых.
Бельчонок
56
Чтобы определить скорость броска с вершины холма, необходимо использовать законы сохранения энергии. В данном случае, мы можем использовать сохранение механической энергии.

Механическая энергия состоит из кинетической энергии (КЭ) и потенциальной энергии (ПЭ). На вершине холма все ПЭ, а значит \( ПЭ_{начальная} = H \), где H - высота холма.

При броске объект движется горизонтально, а значит потенциальная энергия не изменяется. Таким образом, в конечной точке ПЭ = H.

Кинетическая энергия определяется следующим образом: \( КЭ = \frac{1}{2}mv^2 \), где m - масса объекта, v - его скорость.

Таким образом, уравнение сохранения энергии можно записать в следующей форме:
\( ПЭ_{начальная} + КЭ_{начальная} = ПЭ_{конечная} + КЭ_{конечная} \)

Подставим известные значения:
\( H + \frac{1}{2}mv^2 = 0 + \frac{1}{2}mv^2 \)

Из этого уравнения видно, что скорость броска с вершины холма необходимо выбрать равной 0 м/с, чтобы тело двигалось вдоль поверхности холма.

Таким образом, скорость броска с вершины холма должна быть равна 0 м/с.