Какова максимальная потенциальная энергия и какая будет высота, на которую поднимется мяч, если его масса составляет
Какова максимальная потенциальная энергия и какая будет высота, на которую поднимется мяч, если его масса составляет 3 кг и он брошен вертикально вверх со скоростью 54 км/ч?
Мороженое_Вампир 29
Чтобы решить эту задачу, нужно использовать формулу для потенциальной энергии и законы сохранения механической энергии.Максимальная потенциальная энергия вычисляется по формуле:
где
Ускорение свободного падения обычно обозначается
Первым шагом мы можем перевести скорость мяча из км/ч в м/c.
Для этого воспользуемся следующей формулой:
Теперь, чтобы определить высоту, на которую поднимется мяч, нам необходимо найти потенциальную энергию.
Подставим известные значения в формулу для потенциальной энергии:
Так как закон сохранения механической энергии гласит, что механическая энергия остается постоянной, изменяясь только ее формы, можно сказать, что потенциальная энергия в конечной точке равна кинетической энергии в начальной точке.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле:
где
Подставим значения в формулу и найдем кинетическую энергию:
Таким образом, по закону сохранения механической энергии:
Чтобы найти высоту, на которую поднимется мяч, разделим обе части уравнения на значение потенциальной энергии:
Таким образом, максимальная потенциальная энергия мяча составляет 29.4 Дж, а высота, на которую он поднимется, равна 11.5 метрам.