Задача: шарик вылетает вверх вертикально с начальной скоростью u0 = 5 м/с. На какую высоту от места вылета он поднимается? g = 10 м/с².
Разбор (для целей "Понять"):
- Пусть вверх положительно, ускорение — gravity вниз: a = -g = -10 м/с².
- Во время полёта скорость уменьшается по закону v^2 = u^2 + 2 a s, где s — пройденный путь по вертикали. В max высоте скорость v = 0, поэтому: 0 = u^2 + 2(-g) h → u^2 = 2 g h → h = u^2 / (2 g).
- Это же можно увидеть и через закон сохранения энергии: m g h = (1/2) m u^2 → h = u^2 / (2 g).
Подстановка чисел:
- u = 5 м/с, g = 10 м/с²
- h = (5)^2 / (2 × 10) = 25 / 20 = 1.25 м
Ответ: высота подъёма над местом вылета составляет 1.25 м.
Примечание: формула h = u0^2 / (2 g) справедлива для любого случая, если пренебречь сопротивлением воздуха. Если начальную скорость дадут другим числом, подставьте соответствующее u и получите новую высоту.