11,25 м
Объяснение:
Дано:
V₀₁ = V₀₂ = 20 м/с
Δt = 1 c
H - ?
Очевидно встреча произойдет в тот момент, когда первый мяч уже будет возвращаться к поверхности земли.
Запишем уравнения движения мячей:
x₁ = V₀₁*t - g*t² / 2 = 20*t - 5*t²;
x₂ = V₀₂*(t-Δt) - g(t-Δt)²/2 = 20*(t-1) - 5*(t-1)²
Поскольку встреча произошла, то
x₁ = x₂
20*t - 5*t² = 20*(t-1) - 5*(t-1)²
20*t - 5*t² = 20*t - 20 - 5*(t²-2*t+1)
После сокращений получаем уравнение:
10*t = 25
t = 2,5 с
Второй мяч двигался до встречи
t₂ = t-1 = 2,5 - 1 = 1,5 с
Высота, на которой произошла встреча:
H₂ = g*t₂²/2 = 5*1,5² = 11,25 м
До кидка м’яча потенціальна й кінетична енергія тіла дорівнює 0. В момент кидка кінетична енергія тіла є найбільшою, бо вона пропорційно залежить від швидкості руху м’яча. Під час польоту кінетична енергія зменшується, проте збільшується потенційна енергія. Це пояснюється тим, що на м’яч діє сила тяжіння Землі, внаслідок цього м’яч сповільнюється (також сповільнення відбувається через силу опору повітря), а отже й відбувається зменшення кінетичної енергії; збільшення потенціальної енергії відбувається через збільшення висоти, на якій знаходиться м’яч, адже залежність потенціальної енергії від висоти є пропорційною й визначається за формулою Eп = mgh. В певній точці (hmax), внаслідок дії сили тяжіння м’яч на мить спиниться, його потенціальна енергія буде максимальною, а кінетична дорівнюватиме нулю. Після цього м’яч почне падати на землю з прискоренням 9.8 м/с2, кінетична енергія буде збільшуватися, а потенціальна навпаки зменшуватися. В момент коли м’яч впаде на землю його потенціальна й кінетична енергія дорівнюватиме нулю.