U= 380 Rab=o0u Roc = 6 Ou Rea=20 Qu bc = 8

1) Определим конечную скорость, зная, что начальная скорость V₀=0 м/с.

h=(V₀²-V²)gt

На высоте 20 м кинетическая энергия Ек=0, т.к. это функция скорости, а начальная скорость V₀=0 м/с. Найдем потенциальную энергию на высоте h=20 м:

Ек=mgh=60*10*20=12000 Дж=12 кДж.

По закону сохранения энергии: Е=Ек+Еп, т.е. на высоте h=20 м Е=Еп=12 кДж. Т.е. полная энергия равна 12 кДж.

Следовательно, перед падением на землю, когда потенциальная энергия Еп=0, кинетическая энергия будет равна Ек=Е-Еп=12-0=12 кДж.

Подставим это значение в формулу:

Ек=mV²/2

12000=60*V²/2

24000=60*V²

V²=24000/60

V²=400

V=√400

V=20 м/с.

ответ: V=20 м/с.

1. До выстрела пружина пистолета сжата, то есть обладает потенциальной энергией. В момент выстрела пружина разжимается, толкая снаряд, при этом её потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию снаряда. Горизонтальное перемещение снаряда не меняет его энергию, но при этом он ещё и падает, значит его потенциальная энергия уменьшается, а точнее переходит в кинетическую (в добавок к начальной его кинетической энергии от пружины). Чем ниже снаряд, тем меньше его потенциальная энергия, и тем выше кинетическая (то есть и скорость движения). У самой земли прям перед падением его потенциальная энергия равна 0, а кинетическая максимальна.

2. Найдём скорость вылета V0 через начальную кинетическую энергию Eк0:
Eк0 = m*V0²/2
Как говорилось выше, эта кинетическая энергия равна потенциальной энергии сжатой пружины Eпр:
Eк0 = Eпр
m*V0²/2 = Eпр
Потенциальная энергия пружины жёсткостью k, сжатой на величину x:
Eпр = k*x²/2, тогда
m*V0²/2 = k*x²/2
m*V0² = k*x²
V0 = √(k*x²/m)
V0 = √(1800 Н/м * (4 см)² / 80 г)
Переведу всё в СИ:
V0 = √(1800 Н/м * (0,04 м)² / 0,08 кг)
V0 = √(36 м²/с²)
V0 = 6 м/с

3. На высоте h =1 м снаряд обладал потенциальной энергией относительно земли:
Eп = m*g*h
Прям перед падением на землю вся эта потенциальная энергия перешла в кинетическую (в добавок к кинетической энергии от пружины). Тогда перед падением кинетическая энергия:
Eк = Eпр + Eп
Eк = k*x²/2 + m*g*h
Распишем кинетическую энергию через массу m и искомую скорость V:
m*V²/2 = k*x²/2 + m*g*h
V = √(k*x²/m + 2*g*h)
V = √(1800 Н/м * (0,04 м)² / (0,08 кг) + 2 * 10 Н/кг * 1 м)
V = √(56 м²/с²)
V ≈ 7,5 м/с