Задачка по физике Шарик подбросили вверх с некоторой начальной скоростью. В момент времени t1 в некоторой точке траекторни кинетическая энергия шарика была равной 10 Дж. В момент времени t2 > t1 шарик всё ещё находился в полёте, а его кинетическая энергия увеличилась на 2 Дж. Определите, как изменились к моменту времени t2 по сравнению с моментом t1 высота подъёма камня над площадкой и модуль скорости камня.
Пусть в момент времени t1 кинетическая энергия шарика равна 10 Дж, а его потенциальная энергия (высота подъема) равна U. Тогда полная механическая энергия шарика в момент времени t1 будет равна E1 = 10 + U.
В момент времени t2 кинетическая энергия увеличилась на 2 Дж, то есть стала 12 Дж. Полная механическая энергия шарика в момент времени t2 будет равна E2 = 12 + U.
Поскольку в отсутствие потерь энергии сила тяжести не меняет полную механическую энергию, то E1 = E2, то есть 10 + U = 12 + U.
Отсюда получаем, что U = 2 Дж.
Таким образом, к моменту времени t2 высота подъема шарика над площадкой увеличилась на 2 Дж.
Теперь определим изменение скорости камня. Поскольку работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии, то ΔU = mgh, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения, h - изменение высоты.
Так как изменение потенциальной энергии равно 2 Дж, то 2 = mgh, откуда h = 2/(mg).
Также из закона сохранения энергии следует, что изменение кинетической энергии равно работе приложенных сил (в данном случае только силы тяжести). То есть 2 = ΔK = mgh - mgh0, где h0 - начальная высота шарика.
Подставляем найденное значение h и h0 = 0, и получаем 2 = 2. Таким образом, модуль скорости камня не изменился к моменту времени t2 по сравнению с моментом t1.
Пусть в момент времени t1 кинетическая энергия шарика равна 10 Дж, а его потенциальная энергия (высота подъема) равна U. Тогда полная механическая энергия шарика в момент времени t1 будет равна E1 = 10 + U.
В момент времени t2 кинетическая энергия увеличилась на 2 Дж, то есть стала 12 Дж. Полная механическая энергия шарика в момент времени t2 будет равна E2 = 12 + U.
Поскольку в отсутствие потерь энергии сила тяжести не меняет полную механическую энергию, то E1 = E2, то есть 10 + U = 12 + U.
Отсюда получаем, что U = 2 Дж.
Таким образом, к моменту времени t2 высота подъема шарика над площадкой увеличилась на 2 Дж.
Теперь определим изменение скорости камня. Поскольку работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии, то ΔU = mgh, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения, h - изменение высоты.
Так как изменение потенциальной энергии равно 2 Дж, то 2 = mgh, откуда h = 2/(mg).
Также из закона сохранения энергии следует, что изменение кинетической энергии равно работе приложенных сил (в данном случае только силы тяжести). То есть 2 = ΔK = mgh - mgh0, где h0 - начальная высота шарика.
Подставляем найденное значение h и h0 = 0, и получаем 2 = 2. Таким образом, модуль скорости камня не изменился к моменту времени t2 по сравнению с моментом t1.