Камень массой 0,5 кг брошен вертикально вниз с высоты 3,2 м со скоростью 6 м/с. не обращайте внимания на сопротивление воздуха. какова разница потенциальной энергии в течение первых 4 секунд броска, какова кинетическая энергия в конце 4-й секунды падения
Для решения этой задачи сначала вычислим потенциальную энергию камня в начальный момент времени и через 4 секунды падения, а затем определим его кинетическую энергию в конце 4-й секунды.
1. Потенциальная энергия камня в начальный момент времени:
Потенциальная энергия (ПЭ) определяется формулой: ПЭ = mgh, где
m = масса камня = 0,5 кг,
g = ускорение свободного падения = 9,8 м/с^2,
h = высота = 3,2 м.
ПЭ(начальная) = 0,5 * 9,8 * 3,2 = 15,68 Дж.
2. Потенциальная энергия камня через 4 секунды падения:
Так как не учитываем сопротивление воздуха, то потенциальная энергия сохраняется. Следовательно, ПЭ(конечная) также равна 15,68 Дж.
3. Кинетическая энергия камня в конце 4-й секунды:
Кинетическая энергия (КЭ) вычисляется по формуле: КЭ = 0,5mv^2, где
m = 0,5 кг (масса камня),
v = скорость камня.
Чтобы найти скорость камня через 4 секунды, воспользуемся уравнением равноускоренного движения: v = u + at, где
u = начальная скорость = 6 м/с,
a = ускорение свободного падения = 9,8 м/с^2,
t = время = 4 с.
v = 6 + 9,8 * 4 = 6 + 39,2 = 45,2 м/с.
Теперь вычисляем кинетическую энергию в конце 4-й секунды:
КЭ(конечная) = 0,5 * 0,5 * (45,2)^2 = 254,82 Дж.
Таким образом, разница потенциальной энергии в течение первых 4 секунд броска составляет 0, а кинетическая энергия в конце 4-й секунды падения равна 254,82 Дж.