Какова скорость мяча при достижении поверхности Земли, если с балкона, находящегося на высоте 20м, был упавший

  • 62
Какова скорость мяча при достижении поверхности Земли, если с балкона, находящегося на высоте 20м, был упавший мяч массой 0,2кг, учитывая влияние сопротивления воздуха?
Sonya
43
Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать несколько физических законов. Первым шагом является применение закона сохранения энергии.

Закон сохранения энергии гласит, что сумма кинетической и потенциальной энергии остается постоянной. В начале, когда мяч находится на балконе, у него есть только потенциальная энергия, как он находится на высоте. При падении мяча потенциальная энергия постепенно преобразуется в кинетическую энергию.

Мы можем записать это в виде уравнения:

Масса мяча: m=0.2кг
Ускорение свободного падения: g=9.8м/с2
Высота, с которой падает мяч: h=20м

Потенциальная энергия, когда мяч находится на балконе:
Eп=mgh

Кинетическая энергия, когда мяч достигает поверхности Земли:
Eк=12mv2, где v - скорость мяча.

Из закона сохранения энергии получаем:
Eп=Eк

Выразим скорость мяча, v, из уравнения:
mgh=12mv2

Сократим массу мяча m с обеих сторон:
gh=12v2

Теперь решим это уравнение для v:
v2=2gh

Возьмем квадратный корень от обеих сторон:
v=2gh

Подставим значения g=9.8м/с2 и h=20м:
v=29.820

Вычислим это выражение:
v19.8м/с

Таким образом, скорость мяча при достижении поверхности Земли составляет около 19.8 м/с.