Мальчик подъезжает на самокате к спуску. Скорость мальчика в начале спуска 2 м/с, высота спуска 2,25 м. Какова будет скорость мальчика в конце спуска? Решите задачу по физике.

Физика 9 класс Законы сохранения энергии скорость мальчика самокат спуск физика задача по физике закон сохранения энергии кинетическая энергия потенциальная энергия расчет скорости Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения механической энергии. В нашем случае механическая энергия включает в себя потенциальную и кинетическую энергии.

Шаг 1: Определим начальные условия.

• Начальная скорость (v1) = 2 м/с
• Высота спуска (h) = 2,25 м
• Начальная потенциальная энергия (Ep1) = m * g * h, где g = 9,81 м/с² (ускорение свободного падения).
• Начальная кинетическая энергия (Ek1) = 0,5 * m * v1².

Шаг 2: Найдем потенциальную и кинетическую энергии в начале спуска.

• Потенциальная энергия в начале: Ep1 = m * g * h = m * 9,81 * 2,25.
• Кинетическая энергия в начале: Ek1 = 0,5 * m * (2)² = 0,5 * m * 4 = 2m.

Шаг 3: Определим конечные условия.

• В конце спуска (на уровне земли) высота (h) = 0, следовательно, потенциальная энергия (Ep2) = 0.
• Конечная скорость (v2) – это то, что мы хотим найти.
• Конечная кинетическая энергия (Ek2) = 0,5 * m * v2².

Шаг 4: Применим закон сохранения механической энергии.

Согласно закону сохранения энергии, сумма начальной потенциальной и кинетической энергии равна сумме конечной потенциальной и кинетической энергии:

Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2

Подставим наши значения:

m * 9,81 * 2,25 + 2m = 0 + 0,5 * m * v2²

Мы можем сократить массу (m) из уравнения, так как она не равна нулю:

9,81 * 2,25 + 2 = 0,5 * v2²

Шаг 5: Вычислим значение v2.

• 9,81 * 2,25 = 22,0725.
• 22,0725 + 2 = 24,0725.

Теперь подставим это значение в уравнение:

24,0725 = 0,5 * v2²

Умножим обе стороны на 2:

48,145 = v2²

Теперь извлечем квадратный корень:

v2 = √48,145 ≈ 6,95 м/с.

Ответ: Скорость мальчика в конце спуска будет примерно 6,95 м/с.