Сначала определим скорость неразорвавшегося снаряда на высоте 10м.
h=(v^2 - v0^2) / -2g. v=кор. кв. из v0^2 - 2gh. v=14м/c.
Теперь скорость первого в момент разрыва: h=v01*t1 +g*t1^2 /2. ( t1=1c).
v01=h/t1 -gt1/2. v01=5м/c.
По закону сохранения импульса, определим скорость 2 осколка в момент разрыва: m*v=m*v02 / 2 - m*v01 / 2, сократим на массу m,
v02=2v +v01. v02=33м/с. Теперь определим высоту подъема вверх 2 осколка:
h1=v02^2 / 2g. h1=54,45м. и время его движения вверх: h1=g*t2^2 / 2.
t2=кор. кв. из 2h1 / g. t2=3,3c.
Высота с которой он падал вниз h2=h+h1. h2=10+54,45=64,45м. Вычислим время падения h2=g*t3^2/2, t3=кор. кв. из 2h2/g. t3=3,6c. Все время t4=t3+t2=3,6+3,3=6,9c
( чертеж сделать чтобы не напутать со знаками импульсов, хотя можно и высоту показать, нагляднее будет)
Определим полную энергию, она равна потенциальной на иах высоте:
Е=Епмах=m*g*hмах. ( hмах=8м) .
Е=8*10*8=640Дж.
Через 1с: за 1с тело наберет скорость v=g*t. v=18*1=10м/c. Определим кинетическую энергию в этой точке: Ек1=m*v^2 / 2. Ек1=8*100 / 2=400Дж.
Полная энергия в любой точке=сумме кинетической и потенциальной:
Е=Ек1+Еп1, отсюда Еп1=640 - 400=240Дж.
Если энергии одиннаковы, значит они обе равны половине полной:
ЕК2=Еп2=Е / 2.=640 / 2=320Дж.
Еп2=m*g*h2, h2=Еп2 / g*m. h2=320 / 10*8=4м. ( это можно было решить устно, половина энергии на половине высоты h2=h / 2=8 / 2=4м)
.объяснение: