Изменение кинетической энергии
dW=m(v2^2-v1^2)/2=m(v2+v1)(v2-v1)/2
(Изменение кинетической энергии берется со знаком (+ увеличивается, -уменьшается)
Изменение количества движения
dp=mv2+mv1=m(v2+v1) - берется со знаком плюс (+), потому что мяч движется после удара в противоположном направлении (разность противоположно направленных векторов)
dW=m(v2+v1)(v2-v1)/2=dp(v2-v1)/2
отсюда
dp=2dW/(v2-v1)
(нет, это не парадокс ! - при v2=v1 не только знаменатель (v2-v1), но и числитель (v2^2-v1^2) обращаются в 0, но это неопределенность только кажущаяся - нулевые выражения одинаковые и сокращаются)
Дано:
V₀=10 м/с
V=8 м/с
m=1 кг
Найти: h
В любой точке полета камня выполняется закон сохранения полной механической энергии:
Е=Eк+Еп (Eк - кинетическая энергия, Еп - потенциальная)
1) Рассмотрим начальную точку движения (точку из которой камень бросили).
Ек=(m*V²)/2 = (1*10²)/2=100/2= 50 Дж.
Eп=0 (т.к. потенциальная энергия является функцией высоты, а в начальной точке высота h=0)
Вывод: В любой момент полета полная энергия E=50 Дж.
2) Рассмотрим точку движения где скорость равна 8 м/с
Ек=(1*8²)/2=64/2=32 Дж .
Eп=Е-Eк=50-32=18 Дж.
Из формулы потенциальной энергии Eп=mgh выразим высоту h:
h=Еп/mg=18/1*10=1,8 м.
ответ: камень будет иметь скорость 8 м/с на высоте 1,8 м.
Пояснение: За время от начала полета (h=0) до h=1,8 м потенциальная энергия увеличилась от 0 до 18 Дж за счет уменьшения кинетической (из-за уменьшения скорости камня).