Моим исследованием стало бросание камня массой 1 кг вертикально вверх с начальной скоростью 10 м/с. Поднявшись на высоту 2 м, я задался вопросом⁚ чему равна кинетическая энергия камня на этой высоте?Для решения этой задачи, я использовал формулу для кинетической энергии⁚
Eк 1/2 * m * v^2,
где Eк ⸺ кинетическая энергия, m ー масса камня и v ⸺ его скорость.
На данном этапе у нас есть только начальная скорость, поэтому чтобы найти кинетическую энергию на высоте 2 м٫ нужно рассчитать скорость камня на этой высоте. Для этого будем использовать закон сохранения энергии.
Закон сохранения энергии гласит, что сумма потенциальной энергии и кинетической энергии остается постоянной на всем протяжении движения.На высоте 2 м потенциальная энергия равна m * g * h, где g ー ускорение свободного падения (принимаем его равным 9,8 м/с^2), h ー высота. Поскольку камень движется вверх, его скорость на этой высоте будет меньше 0, поэтому кинетическая энергия будет отрицательной.Теперь нам известна потенциальная энергия на высоте 2 м⁚
U m * g * h 1 * 9,8 * 2 19,6 Дж.Используя закон сохранения энергии, мы можем найти кинетическую энергию на этой высоте. Так как сумма потенциальной энергии и кинетической энергии остается постоянной, кинетическая энергия будет равна разности между начальной кинетической энергией и потенциальной энергией на высоте 2 м⁚
Eк(2м) Eк(начальная) ー U 1/2 * m * v^2 ー 19,6 Дж.У нас изначально была только начальная скорость, поэтому нужно рассчитать скорость на высоте 2 м. Для этого используем второе уравнение кинематики⁚
v^2 v0^2 ー 2 * g * h٫
где v0 ー начальная скорость, g ー ускорение свободного падения и h ー высота.Рассчитав скорость на высоте 2 м, мы сможем найти значение кинетической энергии⁚
v^2 10^2 ⸺ 2 * 9,8 * 2 100 ー 39,2 60,8 м^2/с^2.
Eк(2м) 1/2 * 1 * 60,8 ⸺ 19,6 30,4 ー 19,6 10,8 Дж.
Таким образом, кинетическая энергия камня на высоте 2 м составляет 10,8 Дж.