Объяснение:Швидкість мезона, що розпався, можна визначити за до закону збереження енергії і закону збереження кількості руху.
Закон збереження енергії говорить нам, що сума енергій фотонів після розпаду повинна бути рівна енергії мезона до розпаду. Ми можемо записати це у вигляді рівняння:
W1 + W2 = E,
де W1 і W2 - енергії фотонів, E - енергія мезона до розпаду.
Закон збереження кількості руху говорить нам, що сума імпульсів фотонів після розпаду повинна бути рівна нулю, оскільки фотони рухаються у протилежних напрямках з однаковою величиною і протилежними знаками. Ми можемо записати це у вигляді рівняння:
p1 + p2 = 0,
де p1 і p2 - імпульси фотонів.
Імпульс може бути визначений як добуток маси на швидкість. Оскільки фотони мають масу 0, їх імпульси просто дорівнюють їх енергіям, поділеним на швидкість світла (c):
p1 = W1/c,
p2 = W2/c.
Звідси ми отримуємо:
W1/c + W2/c = 0.
Після спрощення отримуємо:
W1 + W2 = 0.
Отже, сума енергій фотонів після розпаду повинна бути нулем.
Отже, якщо фотони рухаються у протилежних напрямках, сума їх енергій повинна бути нулем. Тому мезон, що розпався, має нульову швидкість.
Швидкість тіла в момент падіння на поверхню Землі можна визначити за до формули для кінетичної енергії:
Кінетична енергія (KE) = (1/2) * маса (m) * швидкість (v)^2
У даному випадку, на початку падіння потенціальна енергія перетворюється на кінетичну енергію.
Також, можна скористатися формулою для потенціальної енергії:
Потенціальна енергія (PE) = маса (m) * прискорення вільного падіння (g) * висота (h)
Підставимо відомі значення в формули:
PE = KE
м * g * h = (1/2) * m * v^2
З маси (m) в обидва боки формули можна скоротити:
g * h = (1/2) * v^2
Підставимо відомі значення:
10 Н/кг * 180 м = (1/2) * v^2
Можемо спростити це рівняння:
1800 = (1/2) * v^2
Помножимо обидві частини на 2, щоб позбутися дробу:
3600 = v^2
Візьмемо квадратний корінь від обох частин:
v = √3600
v = 60 м/с
Отже, швидкість тіла в момент падіння на поверхню Землі дорівнює 60 м/с.
