Яке буде максимальне значення швидкості кульки, коли її відпустити, з урахуванням того, що кулька наповнена повітрям

Радио

65

Щоб з"ясувати максимальне значення швидкості кульки, коли її відпустять із заповненим повітрям, ми можемо скористатися Законом збереження імпульсу (ЗЗІ) та Законом збереження енергії.

Закон збереження імпульсу каже, що сума імпульсів системи до події має дорівнювати сумі імпульсів системи після події. Так як кулька відпускається, її початкова імпульсу відсутний. Тому імпульс системи до події можна вважати рівним нулю.

Закон збереження енергії говорить нам, що енергія системи до події дорівнює енергії системи після події. В даному випадку, єдиним джерелом енергії є потенціальна енергія кульки з масою 100 г.

Потенціальна енергія кульки може бути розрахована за формулою:
\[E_p = mgh\]
де \(E_p\) - потенціальна енергія, \(m\) - маса кульки, \(g\) - прискорення вільного падіння, \(h\) - висота підйому.

Враховуючи, що після події потенціальна енергія дорівнює нулю, отримаємо:
\[mgh = 0\]
\[100 \cdot g \cdot h = 0\]

Ми бачимо, що прискорення вільного падіння \(g\) не дорівнює нулю, тому множник \(h\) має бути рівний нулю. Це означає, що максимальна висота підйому кульки дорівнює нулю.

Таким чином, максимальна швидкість кульки, коли її відпустять, буде наближено дорівнювати швидкості газу, що витікає з кульки, тобто 20 м/с.

Отже, максимальне значення швидкості кульки буде дорівнювати 20 м/с.