Камень был брошен вертикально вверх с начальной скоростью 10 м/с. На какой высоте кинетическая энергия камня уменьшится в 2 раза по сравнению с начальной?
Физика 8 класс Законы сохранения энергии камень брошенный вверх начальная скорость кинетическая энергия высота физика 8 класс задачи по физике энергия в физике
Чтобы решить эту задачу, давайте сначала вспомним, что кинетическая энергия (КЭ) определяется по формуле:
КЭ = (m * v²) / 2
где m - масса объекта, а v - его скорость.
В данной задаче нам нужно найти высоту, на которой кинетическая энергия камня уменьшится в 2 раза по сравнению с начальной. Начальная скорость камня составляет 10 м/с.
1. Рассчитаем начальную кинетическую энергию камня:
2. Теперь определим, на какой высоте кинетическая энергия уменьшится до 25m (в 2 раза меньше начальной):
3. Когда камень поднимается, его кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию (ПЭ). Потенциальная энергия определяется формулой:
ПЭ = m * g * h
где g - ускорение свободного падения (примерно 9.8 м/с²), h - высота.
4. В момент, когда кинетическая энергия уменьшится до 25m, мы можем записать уравнение:
КЭначальная - ПЭ = КЭконечная
Подставляем значения:
50m - m * g * h = 25m
5. Упростим уравнение:
6. Уберем массу m из уравнения (при условии, что m ≠ 0):
25 = g * h
7. Теперь подставим значение g (9.8 м/с²):
25 = 9.8 * h
8. Найдем высоту h:
h = 25 / 9.8
9. Рассчитаем значение:
h ≈ 2.55 м
Таким образом, камень достигнет высоты примерно 2.55 метра, на которой его кинетическая энергия уменьшится в 2 раза по сравнению с начальной. Это и есть ответ на задачу.