Для решения данной задачи воспользуемся законами кинематики. Нам известно, что камешек сбрасывается с высоты 125 см (или 1,25 м), и мы должны определить его максимальную скорость, когда он достигает земли.
Шаг 1: Используем закон сохранения энергии или формулу для свободного падения.
Когда объект падает, его потенциальная энергия преобразуется в кинетическую. Потенциальная энергия (PE) на высоте может быть выражена так: \[ PE = m \cdot g \cdot h \] где:
- \( m \) — масса камешка (в дальнейшем она отменится),
- \( g \) — ускорение свободного падения (10 м/с²),
- \( h \) — высота (1,25 м).
Кинетическая энергия (KE) в момент удара о землю: \[ KE = \frac{1}{2} m v^2 \] где \( v \) — скорость, которую мы и хотим найти.
Находим потенциальную энергию на высоте: \[ PE = m \cdot 10 \cdot 1,25 = 12.5m \]
Шаг 2: Приравниваем потенциальную и кинетическую энергии.
При падении: \[ m \cdot g \cdot h = \frac{1}{2} m v^2 \]
Упрощаем уравнение, исключив массу \( m \) (она есть у обеих частей уравнения): \[ g \cdot h = \frac{1}{2} v^2 \]
Теперь подставим известные значения: \[ 10 \cdot 1,25 = \frac{1}{2} v^2 \]
Шаг 3: Решение уравнения для скорости.
Решим уравнение: \[ 12.5 = \frac{1}{2} v^2 \]
Умножим обе стороны на 2: \[ 25 = v^2 \]
И найдем \( v \): \[ v = \sqrt{25} = 5 \, \text{м/с} \]
Ответ:
Максимальная скорость движения копытца победителя составляет 5 м/с.