Одно тело свободно падает из точки A с высоты 150 м, а другое бросают вертикально вверх с начальной скоростью v0 из точки B, находящейся строго под точкой A на поверхности Земли, одновременно с началом падения первого тела. Какова должна быть величина v0 этой скорости, чтобы тела встретились на высоте h=50 м? ответ выразите в м/с, округлив до десятых. Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения считайте равным 10 м/с2
Найти:
T = ?
Решение:
Согласно закону сохранения энергии: энергия никуда не исчезает, она лишь переходит из одного состояния в другое. В этой задаче такими состояниями/типами энергии являются - потенциальная и кинетическая составляющая, а также энергия потерь на сопротивление воздуху. Вся энергия постоянно перекачивается между этими тремя состояниями.
Изначально вся энергия шарика является потенциальной и равна
Когда шарик падает, он теряет потенциальную энергию, она переходит в кинетическую энергию и теряется на сопротивление воздуха. В конечный момент времени высота и вовсе равна нулю, а значит потенциальная энергия полностью перешла в энергию потерь и кинетическую и мы можем записать уравнение:
В левой части уравнения энергия в начале падения, а в правой - в конце падения.
Теперь можем найти кинетическую энергию шарика в момент удара о землю:
Получим численное значение
ответ: 36 Дж.