Давайте разберём задачу подробно.
Дано:
- Масса яблока, ( m = 200,г = 0,2,кг )
- Начальная скорость при броске, ( v_0 = 5,м/с )
- Высота, на которой ищем кинетическую энергию, ( h = 1,м )
Шаг 1. Определим кинетическую энергию в любой точке
Кинетическая энергия (КЭ) вычисляется по формуле:
[
K = \frac{1}{2} m v^2
]
Чтобы найти ( v ) на высоте 1 м, воспользуемся законами сохранения энергии.
Шаг 2. Используем закон сохранения энергии
Общая механическая энергия при броске — сумма потенциальной и кинетической:
[
E = K + U
]
где:
- Кинетическая энергия: ( K = \frac{1}{2} m v^2 )
- Потенциальная энергия: ( U = m g h )
На начальной точке (при броске, высота (h_0=0)):
[
E_0 = \frac{1}{2} m v_0^2
]
На высоте (h=1,м), энергия сохраняется:
[
E_0 = K_{h=1} + U_{h=1}
]
где:
[
U_{h=1} = m g h = 0,2,кг \times 9,8,м/с^2 \times 1,м = 1,96,Дж
]
Шаг 3. Найдём полную энергию при старте
[
E_0 = \frac{1}{2} \times 0,2,кг \times (5,м/с)^2 = 0,1 \times 25 = 2,5,Дж
]
Это — начальная полная энергия.
Шаг 4. Найдём кинетическую энергию на высоте 1 м
Используем равенство энергии:
[
E_0 = K_{h=1} + U_{h=1}
]
Следовательно:
[
K_{h=1} = E_0 - U_{h=1} = 2,5,Дж - 1,96,Дж = 0,54,Дж
]
Ответ:
Кинетическая энергия яблока на высоте 1 м равна примерно 0,54 Дж.
