Какова механическая энергия камня, который был брошен со скоростью 20 м/с и имеет массу 200 г, через 2 секунды после

Золотой_Монет

2

Для решения данной задачи нам понадобится использовать формулу для механической энергии. Механическая энергия (Е) камня определяется как сумма его кинетической энергии (КЭ) и потенциальной энергии (ПЭ).

\[
E = КЭ + ПЭ
\]

Кинетическая энергия (КЭ) определяется формулой:

\[
КЭ = \frac{1}{2}mv^2
\]

где m - масса камня, а v - его скорость.

Потенциальная энергия (ПЭ) вычисляется по формуле:

\[
ПЭ = mgh
\]

где g - ускорение свободного падения (принимаем его равным 9,8 м/с²), а h - высота полёта камня.

Сначала мы вычислим кинетическую энергию:

\[
КЭ = \frac{1}{2} \cdot 0.2 \, \text{кг} \cdot (20 \, \text{м/с})^2
\]

\[
КЭ = \frac{1}{2} \cdot 0.2 \, \text{кг} \cdot 400 \, \text{м}^2/\text{с}^2
\]

\[
КЭ = 40 \, \text{Дж}
\]

Затем мы вычислим потенциальную энергию. Так как у нас отсутствует сопротивление воздуха, то высота полёта камня останется постоянной и будет равной 0 м (поскольку бросок производится на уровне земли):

\[
ПЭ = 0.2 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot 0 \, \text{м}
\]

\[
ПЭ = 0 \, \text{Дж}
\]

Теперь, чтобы найти механическую энергию, мы просто сложим кинетическую и потенциальную энергии:

\[
E = КЭ + ПЭ = 40 \, \text{Дж} + 0 \, \text{Дж} = 40 \, \text{Дж}
\]

Таким образом, механическая энергия камня через 2 секунды после начала полёта составляет 40 Дж.