Чтобы найти скорость тела при падении с высоты, когда у него есть начальная скорость, мы можем использовать закон сохранения энергии или уравнения кинематики. Здесь я объясню с помощью кинематического уравнения.
Дано:
- Высота падения (h) = 20 м
- Начальная скорость (v₀) = 3 м/с
- Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с² (приближённо)
Нужно найти:
Уравнение движения:
Для решения этой задачи мы можем использовать одно из уравнений кинематики, которое связывает начальную скорость, конечную скорость, ускорение и перемещение:
[ v^2 = v_0^2 + 2gh ]
где:
- ( v ) — конечная скорость,
- ( v_0 ) — начальная скорость,
- ( g ) — ускорение свободного падения,
- ( h ) — высота падения (перемещение).
Подставляем известные значения:
[ v^2 = 3^2 + 2 \times 9.8 \times 20 ]
[ v^2 = 9 + 392 ]
[ v^2 = 401 ]
Теперь находим конечную скорость, взяв квадратный корень из обеих сторон уравнения:
[ v = \sqrt{401} ]
Приблизительно:
[ v \approx 20.02 \, \text{м/с} ]
Итог:
Конечная скорость тела, упавшего с высоты 20 метров с начальной скоростью 3 м/с, будет приблизительно 20.02 м/с.
Объяснение:
- Начальная скорость (3 м/с) — это скорость, с которой тело начинает падение.
- Ускорение свободного падения (9.8 м/с²) — это ускорение, с которым тело движется вниз под действием силы тяжести.
- Высота (20 м) — это расстояние, которое тело проходит во время падения.
Используя уравнение кинематики, мы учитываем все эти факторы, чтобы определить, какой будет скорость тела в момент удара о землю.