Классная задача по механике без учета сопротивления воздуха.
Данные:
- масса m = 200 г = 0.2 кг
- высота h = 2 м
- ускорение свободного падения g ≈ 9.8 м/с²
Пояснение через энергетику (потенциальная энергия превращается в кинетическую при падении):
- Потенциальная энергия на высоте: E_p = m g h
- Кинетическая энергия перед ударом: E_k = (1/2) m v²
- При отсутствии сопротивления воздуха E_p превращается в E_k, значит m g h = (1/2) m v²
Найдём скорость перед ударом: v = sqrt(2 g h) = sqrt(2 × 9.8 × 2) = sqrt(39.2) ≈ 6.26 м/с
Найдём кинетическую энергию перед ударом: E_k = m g h = 0.2 × 9.8 × 2 = 3.92 Дж
Ответ:
- Скорость перед ударом ≈ 6.26 м/с
- Кинетическая энергия перед ударом ≈ 3.92 Дж
Примечание: если учитывать сопротивление воздуха, скорость будет немного меньше этой теоретической величины, но для высоты 2 м влияние воздуха незначительно.