Дано:
Начальная высота H_0 = 2 \ \text{м}
Начальная скорость вниз v_0 = 6{,}3{м/с}
Удар о горизонтальную поверхность абсолютно упругий (скорость по модулю сохраняется, меняется направление).
Найти: Максимальную высоту подъёма после отскока.
Решение задачей по шагам (для физики 9 класса, цель: понять):
Дано:
- Начальная высота H0 = 2 м
- Начальная скорость вниз v0 = 6,3 м/с
- Удар о горизонтальную поверхность абсолютно упругий (скорость по модулю сохраняется, направление меняется)
1) Скорость при ударе об пол
Пусть g = 9,81 м/с². Используем закон сохранения энергии или кинематику:
v_imp^2 = v0^2 + 2 g H0
- v0^2 = (6,3)^2 = 39,69
- 2 g H0 = 2 · 9,81 · 2 = 39,24
Сумма: v_imp^2 = 39,69 + 39,24 = 78,93
Следовательно, скорость при ударе:
v_imp = sqrt(78,93) ≈ 8,89 м/с (направлена вниз)
2) После абсолютно упругого удара направление скорости меняется, модуль сохраняется
После ударa скорость уходит вверх той же величины:
v_up = v_imp ≈ 8,89 м/с (направление вверх)
3) Максимальная высота после отскока
Максимальная высота достигается, когда скорость становится нулевой под действием гравитации. Используем v^2 = 2 g h:
h_max = v_up^2 / (2 g) = 78,93 / (2 · 9,81) = 78,93 / 19,62 ≈ 4,02 м
Альтернативно, можно записать обобщённо:
h_max = H0 + v0^2 /(2 g)
Подставляя числа: h_max ≈ 2 + 39,69 / 19,62 ≈ 2 + 2,02 ≈ 4,02 м
Ответ: максимальная высота подъёма после отскока примерно 4,02 м над базовой плоскостью (землёй).