Какова максимальная потенциальная энергия и какая будет высота, на которую поднимется мяч, если его масса составляет

  • 45
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:
Ep=mgh
где Ep - потенциальная энергия, m - масса мяча, g - ускорение свободного падения, h - высота.

Ускорение свободного падения обычно обозначается 9.8м/c2, поскольку это примерное значение на поверхности Земли.

Первым шагом мы можем перевести скорость мяча из км/ч в м/c.
Для этого воспользуемся следующей формулой:
v=54км/ч3.6
v=15м/с

Теперь, чтобы определить высоту, на которую поднимется мяч, нам необходимо найти потенциальную энергию.
Подставим известные значения в формулу для потенциальной энергии:
Ep=3кг9.8м/c2h
Ep=29.4Джh

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:
Ek=12mv2
где Ek - кинетическая энергия, m - масса мяча, v - скорость мяча.

Подставим значения в формулу и найдем кинетическую энергию:
Ek=123кг(15м/с)2
Ek=337.5Дж

Таким образом, по закону сохранения механической энергии:
Ep=Ek
29.4Джh=337.5Дж

Чтобы найти высоту, на которую поднимется мяч, разделим обе части уравнения на значение потенциальной энергии:
h=337.5Дж29.4Дж
h=11.5м

Таким образом, максимальная потенциальная энергия мяча составляет 29.4 Дж, а высота, на которую он поднимется, равна 11.5 метрам.