В
Все
М
Математика
О
ОБЖ
У
Українська мова
Д
Другие предметы
Х
Химия
М
Музыка
Н
Немецкий язык
Б
Беларуская мова
Э
Экономика
Ф
Физика
Б
Биология
О
Окружающий мир
Р
Русский язык
У
Українська література
Ф
Французский язык
П
Психология
А
Алгебра
О
Обществознание
М
МХК
В
Видео-ответы
Г
География
П
Право
Г
Геометрия
А
Английский язык
И
Информатика
Қ
Қазақ тiлi
Л
Литература
И
История
Bobskromnaysh12
Bobskromnaysh12
30.12.2021 00:09 •  Физика

С какой начальной скоростью надо бросить вниз мячик с высоты 5 м, чтобы он подпрыгнул на высоту 25 м? Считать удар о землю абсолютно упругим. g= 10 м/с2

Показать ответ
Ответ:
LVacelikova
LVacelikova
24.12.2023 13:44
Чтобы решить эту задачу, нам потребуется закон сохранения энергии, а именно, закон сохранения механической энергии.

Закон сохранения энергии гласит, что механическая энергия системы сохраняется при отсутствии внешних сил и трения. В данной задаче будем считать, что потери энергии отсутствуют, поэтому механическая энергия в начале и в конце движения мячика будет одинакова.

Механическая энергия выражается суммой потенциальной энергии и кинетической энергии:

E = Ep + Ek,

где
Ep - потенциальная энергия,
Ek - кинетическая энергия.

В начале движения, когда мячик находится на высоте 5 м, его потенциальная энергия равна Ep1 = m * g * h1, где
m - масса мячика,
g - ускорение свободного падения,
h1 - высота начальной точки.

В конце движения, когда мячик подпрыгнул на высоту 25 м, его потенциальная энергия равна Ep2 = m * g * h2, где
h2 - высота конечной точки.

Так как механическая энергия сохраняется, E = Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2.

Рассмотрим состояние мячика в начале движения, когда он ещё не получил скорость, т.е. его кинетическая энергия равна нулю, Ek1 = 0.
Тогда выражение для механической энергии примет вид: Ep1 = Ep2 + Ek2.

Подставляя значения потенциальных энергий, получим: m * g * h1 = m * g * h2 + Ek2.

Учитывая, что g = 10 м/с2, h1 = 5 м и h2 = 25 м, получим: 10 * 5 = 10 * 25 + Ek2.

Выразим Ek2: Ek2 = 10 * 5 - 10 * 25 = 50 - 250 = -200 Дж.

Кинетическая энергия, как известно, выражается формулой Ek = (m * v^2) / 2, где
v - скорость.
Подставим значение Ek2 и найдём скорость в конечной точке: -200 = (m * v^2) / 2.

Так как задача в условии не даёт информацию о массе мячика, мы не сможем определить его начальную скорость с точностью, но можем выразить эту скорость через массу и найти.

Пусть скорость, с которой мячик бросается вниз, будет обозначена как v0.

Если мячик брошен вниз, его начальная кинетическая энергия равна Ek0 = (m * v0^2) / 2.

Подставляя полученные значения в формулу сохранения энергии, получим: (m * v0^2) / 2 = -200.

Из этого уравнения можно выразить начальную скорость v0: v0^2 = -200 * 2 / m.

Так как массу мячика мы не знаем, но замечаем, что она не влияет на выбор начальной скорости, мы можем сделать вывод, что для любой массы мячика начальная скорость должна быть такой, чтобы выполнялось это уравнение.

Таким образом, мы можем ответить на вопрос задачи следующим образом: для того, чтобы мячик подпрыгнул на высоту 25 м, его нужно бросить вниз с любой начальной скоростью v0, которую мы можем определить, используя уравнение v0^2 = -200 * 2 / m.
0,0(0 оценок)
Популярные вопросы: Физика
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota Оформи подписку
logo
Начни делиться знаниями
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси ai-бота