Вопрос школьника
Тело массой m=1 кг, брошенное с вышки в горизонтальном направлении со скоростью v0=20 м/с, через t=3 с упало на землю. Определить кинетическую энергию Т, которую имело тело в момент удара о землю. Сопротивлением воздуха пренебречь
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо воспользоваться законами движения тела, а именно уравнением свободного падения:
h = (1/2)gt^2
где h — высота, с которой было брошено тело, g — ускорение свободного падения (принимаем его равным 9,8 м/с^2), t — время падения.
Из данного уравнения можно выразить высоту, с которой было брошено тело:
h = (1/2)gt^2 = (1/2) * 9,8 * 3^2 = 44,1 м
Также необходимо определить горизонтальную скорость тела в момент удара о землю. Для этого воспользуемся уравнением равноускоренного движения:
v = v0 + at
где v0 — начальная скорость, a — ускорение (в данном случае равно 0, так как сопротивление воздуха пренебрежимо мало), t — время.
Из данного уравнения можно выразить скорость тела в момент удара о землю:
v = v0 + at = 20 + 0 * 3 = 20 м/с
Теперь можно определить кинетическую энергию тела в момент удара о землю. Для этого воспользуемся формулой для кинетической энергии:
T = (1/2)mv^2
где m — масса тела, v — скорость тела.
Подставляя известные значения, получаем:
T = (1/2) * 1 * 20^2 = 200 Дж
Таким образом, кинетическая энергия тела в момент удара о землю составляет 200 Дж.
