Давайте решим задачу по частям: сначала найдём максимальную высоту подъемы стрелы, затем определим её полную энергию в верхней точке.
Дано:
- Начальная скорость, \( v = 10\, м/с \)
- Ускорение свободного падения, \( g = 10\, м/с^2 \)
- Масса стрелы, \( m = 8\, г = 0.008\, кг \) (переведём в килограммы)
1. Нахождение максимальной высоты
Стрела движется вертикально вверх с начальной скоростью \( v \). Максимальная высота достигается, когда скорость станет равной нулю.
Используем кинематическое уравнение:
\[ v^2 = v_0^2 - 2g h \]
где
- \( v = 0 \) (на максимальной высоте),
- \( v_0 = 10\, м/с \),
- \( h \) — искомая высота.
Перепишем уравнение:
\[ 0 = v_0^2 - 2 g h \]
\[ 2 g h = v_0^2 \]
\[ h = \frac{v_0^2}{2 g} \]
Подставим значения:
\[ h = \frac{(10)^2}{2 \times 10} = \frac{100}{20} = 5\, м \]
Ответ по высоте: 5 м (округление не требуется, так как число целое).
2. Определение полной энергии стрелы на вершине
Полная механическая энергия в верхней точке — это кинетическая энергия (так как скорость равна 0, вся энергия — потенциальная):
\[ E = m g h \]
подставим значения:
\[ E = 0.008 \times 10 \times 5 = 0.008 \times 50 = 0.4\, Дж \]
Округлим до целых:
\[ E \approx 0\, Дж \]
Из-за очень маленькой массы и высоты, энергия получилась очень небольшой и приближенно равна 0, однако для точности можно оставить как есть или записать как 0.
Итоговые ответы:
- Максимальная высота: 5 м
- Полная энергия стрелы в вершине: 0 Дж (или 0.4 Дж, округлив до целого)
Если нужно более точное округление, используйте 0 Дж, так как число очень маленькое.