Чтобы решить эту задачу, можем воспользоваться законами механики, в частности, уравнением движения для свободно падающего тела.
Когда мяч падает вертикально вниз с высоты ( h_0 = 15 ) м, его начальная скорость ( v_0 ) равна 0 м/с. Мы знаем, что при падении мяч ускоряется под действием силы тяжести, которая на Земле составляет примерно ( g = 9.81 ) м/с².
Используем уравнение:
[ v^2 = v_0^2 + 2g(h_0 - h) ]
где:
- ( v ) – конечная скорость (10 м/с),
- ( v_0 ) – начальная скорость (0 м/с),
- ( g ) – ускорение свободного падения (9.81 м/с²),
- ( h_0 ) – начальная высота (15 м),
- ( h ) – высота, на которой скорость будет равна 10 м/с.
Подставим известные значения в уравнение:
[ (10)^2 = (0)^2 + 2 \cdot 9.81 \cdot (15 - h) ]
Теперь упростим уравнение:
[ 100 = 0 + 19.62 \cdot (15 - h) ]
[ 100 = 19.62 \cdot (15 - h) ]
Теперь разделим обе стороны на 19.62:
[ \frac{100}{19.62} = 15 - h ]
[ 5.10 \approx 15 - h ]
Теперь решим для ( h ):
[ h \approx 15 - 5.10 ]
[ h \approx 9.90 , \text{м} ]
Таким образом, мяч будет двигаться с скоростью 10 м/с на высоте примерно 9.90 метров.