Камень массой 100 г брошен вертикально вверх с поверхности земли. На высоте 2 м его кинетическая энергия составляет 18 Дж. Какова максимальная высота, на которую поднимется камень, если пренебречь сопротивлением движению?
Физика 9 класс Законы сохранения энергии камень масса 100 г вертикально вверх кинетическая энергия 18 Дж высота 2 м максимальная высота пренебречь сопротивлением физика 9 класс Новый
Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения энергии. Он гласит, что полная механическая энергия системы (в данном случае камня) остается постоянной, если на него не действуют внешние силы, такие как сопротивление воздуха.
В данной ситуации у нас есть две формы энергии, которые нужно учитывать:
Формулы для этих энергий следующие:
Дано, что:
На высоте 2 м потенциальная энергия будет:
ПЭ = m * g * h = 0.1 кг * 9.8 м/с² * 2 м = 1.96 Дж.
Теперь найдем полную механическую энергию (ПЭ + КЭ) на высоте 2 м:
Полная энергия = КЭ + ПЭ = 18 Дж + 1.96 Дж = 19.96 Дж.
Теперь, чтобы найти максимальную высоту, на которую поднимется камень, мы установим, что на максимальной высоте вся энергия будет потенциальной, так как в этот момент кинетическая энергия будет равна 0:
Полная энергия = ПЭ_max = m * g * h_max.
Подставим известные значения:
19.96 Дж = 0.1 кг * 9.8 м/с² * h_max.
Теперь выразим h_max:
h_max = 19.96 Дж / (0.1 кг * 9.8 м/с²) = 19.96 / 0.98 = 20.36 м.
Теперь мы можем найти максимальную высоту, на которую поднимется камень, добавив высоту, на которой мы уже находились (2 м):
h_max_total = 20.36 м + 2 м = 22.36 м.
Ответ: Максимальная высота, на которую поднимется камень, составляет 22.36 м.
Ответ создан при помощи искусственного интеллекта. Могут быть ошибки, проверьте информацию при необходимости.