1. a 2. ep = mgh = 20 * 10-3 * 10 * 2 * 10*3 = 400 дж. ek = mv*2/ 2 = 20 * 10*-3 * 4/ 2 = 40 * 10-3 дж 3. в начальный момент времени, когда яблоко только начинает вертикальное движение, потенциальная энергия максимальна, так как оно находится на наивысшей точке своего падения. постепенно, с уменьшением высоты, яблоко будет терять потенциальную энергию, но с увеличением скорости за счет ускорения свободного падения будет расти кинетическая энергия, которая достигнет своего пика в последнюю секунду перед столкновением. 4. закон сохранения энергии: w1 = w2 kx1*2 / 2 - kx2*2/ 2 = mv*2 / 2 k/ 2( x1* 2 - x2*2) = mv*2/ 2 k/ 2 ( x1 - x2) (x1 + x2) = m v*2 / 2 10*3 * (9)/ 2 = 45 * 10*-3 * v*2 / 2 10* 3 * (9)/ 45 * 10*-3 = v*2 0.2 * 10*6 = v* 2 200 000 = v*2 v = 447 м/с т. к v не может быть отрицательной
Вроде бы задача представляется проще, чем я сначала подумал. Итак, начинаем рассуждать логически. Будем считать, что H > h. ответ не изменится если будет наоборот - просто можем развернуть дом, или делать бросок с обратной сторон дома. Поэтому такое допущение упростит нам выкладки, но для решения не имеет значения.
Какую вертикальную скорость Vy должен иметь мяч? Не вижу иного варианта ответа на этот вопрос, как такую, чтобы мог взлететь на высоту Н. Этого будет достаточно, более высоко подлетать не требуется. Таким образом, используя стандартную формулу, получим что Vy = корень ( 2 * g * H ).
Далее мяч перелетел через высокую стену дома, и начинает снижаться. Тут зададимся вопросом сколько времени t займёт снижение с высоты Н до высоты h. Опять используем стандартную формулу для равноускоренного движения, и получим H - h = g * t^2 / 2, отсюда t = корень ( 2 * (H-h) / g ).
За это время t мяч должен успеть пролететь расстояние L, чтобы не зацепить на угол крыши. Следовательно, он должен иметь горизонтальную скорость Vx = L / t Vx = L / корень ( 2 * (H-h) / g ).
Внезапно мы получили вертикальную и горизонтальную составляющие скорости. Для ответа на вопрос их нужно просто векторно сложить, т.е. в нашем случае применить теорему Пифагора.
V^2 = Vy^2 + Vy^2 V^2 = 2 * g * H + L^2 * g / (2*(H-h))
По ходу, корень из этого выражения и является ответом на вопрос. Можно для красоты вынести за скобку g, и выходит так: V = корень ( g * ( 2H + L^2 / (2*(H-h
В общем, такая моя версия. Сходится с ответом?
По ходу, легко определяется также и угол броска как а = arctg ( Vy / Vx ).
Расстояние точки броска от стены в такой схеме (т.е. при условии что H > h ) выразится тоже несложно, как S = Vx * Vy / g
