Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью 15 м/с. На какой высоте его потенциальная энергия...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
движение по вертикали кинетическая энергия потенциальная энергия начальная скорость высота физика законы сохранения энергии
0

Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью 15 м/с. На какой высоте его потенциальная энергия равна кинетической?

avatar
задан 4 месяца назад

2 Ответа

0

Чтобы определить высоту, на которой потенциальная энергия тела равна его кинетической энергии, необходимо рассмотреть законы сохранения энергии.

При движении тела, брошенного вертикально вверх, действует закон сохранения механической энергии, который гласит, что сумма кинетической и потенциальной энергии остается постоянной, если не учитывать сопротивление воздуха.

  1. Кинетическая энергия КЭ: K=12mv2 где m — масса тела, v — скорость тела.

  2. Потенциальная энергия ПЭ: U=mgh где g9.81м/с2 — ускорение свободного падения, h — высота над точкой броска.

В начальный момент времени, когда тело только брошено, потенциальная энергия равна нулю, а кинетическая энергия равна: K0=12m(15)2=12m225=112.5mДж

В момент, когда потенциальная энергия равна кинетической, у нас: K=U

Таким образом: 12mv2=mgh

Можно сократить массу m приусловии,чтоонанеравнанулю: 12v2=gh

Подставим значение начальной скорости и выражаем высоту h: 12(15)2=9.81h 2252=9.81h 112.5=9.81h h=112.59.8111.47м

Таким образом, на высоте приблизительно 11.47 метров потенциальная энергия тела будет равна его кинетической энергии.

avatar
ответил 4 месяца назад
0

Для того чтобы определить на какой высоте потенциальная энергия тела равна кинетической, мы можем воспользоваться законом сохранения энергии.

Пусть h - высота, на которой потенциальная энергия тела равна кинетической. Тогда, когда тело находится на этой высоте, сумма его потенциальной и кинетической энергий равна постоянной величине, которая равна их сумме в начальный момент времени приброскетела.

Потенциальная энергия тела на высоте h равна mgh, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения, h - высота. Кинетическая энергия тела на высоте h равна mv^2/2, где v - скорость тела на этой высоте.

Из условия задачи известно, что начальная скорость тела v0 = 15 м/с. Тогда, когда тело находится на высоте h, его скорость будет равна 0, так как тело достигнет максимальной высоты и затем начнет падать.

Таким образом, потенциальная энергия тела на высоте h равна кинетической энергии тела в начальный момент времени, т.е. mgh = mv0^2/2. Подставляя известные значения, получаем mgh = m*15м/с^2/2.

Решая уравнение относительно h, получаем, что на высоте h = 11.25 м потенциальная энергия тела равна кинетической.

avatar
ответил 4 месяца назад

Ваш ответ

Вопросы по теме