Камень массой 2 кг брошен вертикально вверх со скоростью 25м/с. на какой высоте кинетическая энергия будет равна потенциальной ? сопротивлением воздуха пренебречь.
Вбиваем гвоздь молотком в доску. Что наблюдаем? В каком направлении действует давление? (Под давлением молотка гвоздь входит в доску. В направлении действия силы. Доска и гвоздь - это целостные твердые тела.)
Возьмем песок. Это твердое сыпучее вещество. Трубку с поршнем наполним песком. Один конец трубки при этом закрыт резиновой пленкой. Давим на поршень и наблюдаем. (Песок давит на стенки пленки не только в направлении действия силы, но и в стороны.)
А теперь посмотрим, как ведет себя жидкость. Наполним трубку жидкостью. Давим на поршень, наблюдаем и сравниваем с результатами предыдущего опыта. (Пленка принимает форму шара, частицы жидкости давят в разных направлениях одинаково.)
По закону сохранения импульса M1V1н+M2V2н=M1V1к+M2V2к Подставляем значения с учетом направления движения (второй шар – начальная скорость с минусом) 9 х 4 - 6 V2н = 9 х 0 + 6 V2к V2к + V2н = 36:6 = 6 см / с По закону сохранения энергии (удар был упругий – кинетическая энергия переходит в кинетическую) (M1V1н²)/2 +(M2V2н²)/2=(M1V1к²)/2+(M2V2к²)/2 9 х 16/2 + 3 V2н²= 9 х 0/2 + 3 V2к² V2к² - V2н² = 72:3 = 24 Система уравнений: V2к + V2н = 6 (V2к - V2н)( V2к + V2н) = 24 Решение: V2к - V2н = 24:6 = 4 см/с (V2н + 4) + V2н = 6 V2н = 1 см / с V2к = 5 см / с
E = m*V₀²/2 = 2*25²/2 = 625 Дж
Пусть на высоте Н потенциальная энергия равна кинетической,
т.е.
Eп = E /2 = (625/2) Дж
m*g*H = 625/2
2*10*H = 625/2
H = 625 / (2*20) ≈ 15,625 м
Проверка:
625/2 = 312,5 Дж - половина полной энергии
m*g*H = 2*10*15,625 = 312,5 Дж
Задача решена верно.
ответ округлим:
H ≈ 15, 6 м