- Чтобы найти массу тела, зная его импульс и скорость, можно использовать формулу импульса:
\[ p = m \cdot v \]
где \( p \) — импульс, \( m \) — масса, \( v \) — скорость. Из этой формулы выразим массу:
\[ m = \frac{p}{v} \]
Подставим известные значения:
\[ p = 150 \, \text{кг*м/с} \] \[ v = 5 \, \text{м/с} \]
Теперь подставим их в формулу:
\[ m = \frac{150}{5} = 30 \, \text{кг} \]
Таким образом, масса тела составляет 30 кг.
- Чтобы найти полную механическую энергию камня, необходимо учесть как потенциальную, так и кинетическую энергию. Полная механическая энергия рассчитывается по формуле:
\[ E_{total} = E_{kin} + E_{pot} \]
Где:
- Кинетическая энергия \( E_{kin} \) вычисляется по формуле:
\[ E_{kin} = \frac{1}{2} m v^2 \]
- Потенциальная энергия \( E_{pot} \) вычисляется по формуле:
\[ E_{pot} = mgh \]
где:
- \( m \) — масса камня
- \( g \) — ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²)
- \( h \) — высота
Сначала переведем массу камня из граммов в килограммы:
\[ m = 400 \, \text{г} = 0.4 \, \text{кг} \]
Теперь вычислим скорость в метрах в секунду, так как она задана в километрах в час:
\[ v = 18 \, \text{км/ч} \times \frac{1000 \, \text{м}}{1 \, \text{км}} \times \frac{1 \, \text{ч}}{3600 \, \text{с}} = 5 \, \text{м/с} \]
Теперь можно подставить значения в формулы.
Сначала найдем кинетическую энергию:
\[ E_{kin} = \frac{1}{2} \cdot 0.4 \cdot (5^2) = \frac{1}{2} \cdot 0.4 \cdot 25 = 5 \, \text{Дж} \]
Теперь найдём потенциальную энергию:
\[ E_{pot} = 0.4 \cdot 9.81 \cdot 7 \]
\[ E_{pot} = 0.4 \cdot 68.67 \approx 27.468 \, \text{Дж} \]
Теперь сложим обе энергии:
\[ E_{total} = E_{kin} + E_{pot} \]
\[ E_{total} \approx 5 + 27.468 \approx 32.468 \, \text{Дж} \]
Таким образом, полная механическая энергия камня составляет приблизительно 32.47 Дж.