Дано:
g = 10м/с² - ускорение свободного падения
Vo = 40м/c - начальная скорость
t1 = 2c
t2 = 5c
Найти:
V1 и V2 - соответствующие скорости тела, u2 - перемещение тела,
S2 - пройденный путь
Вертикальная координата х тела равна
х = Vot - 0,5gt²
или
х = 40t - 0,5·10t²
Исследуем эту функцию, найдём её нули
40t - 5t² = 0
5t(8 - t) = 0
t = 0, t = 8
Итак, через 8с тело упадёт на землю.
Через 4с оно достигнет высшей точки
Найдём координату х высшей точки
хmax = 40·4 - 0,5·10·16 = 80м
Скорость
V = Vo-gt
V1 = 40 - 10·2 = 20м/с (знак "+" показывает, что скорость направлена верх)
V2 = 40 - 10·5 = -10м/с (знак "-"показывает, что скорость направлена вниз)
координата тела через 5с
x2 = 40·5 - 0,5·10·25 = 75м
Перемещение тела u = х2 = 75м
После достижения высшей точки (хmax = 80м) тело пролетело вниз ещё 80 - 75 = 5м.
Путь тела S2 = 80 + 5 = 85м
верные утверждения: а, c, d, f
Объяснение:
Запишем «Дано»:
m = 2 кг
h1 = 10 м
h2 = 5м
Полная механическая энергия тела — это сумма его потенциальной и кинетической энергии:
Еполн = Еп + Ек
(здесь Еполн — полная механическая энергия, Еп — потенциальная энергия, Ек — кинетическая энергия).
Потенциальная энергия вычисляется по формуле
Еп = mgh, где
m — масса тела, g — ускорение свободного падения, h — высота, на которой находится тело.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле
Ек = 
, где
m — масса тела, v — его скорость.
Сначала найдём потенциальную энергию тела на высоте 5м:
Еп = mgh2 = 2 кг * 10 м/с² * 5 м = 100 Дж
Чтобы найти кинетическую энергию тела на высоте 5м, нам нужно знать его скорость на высоте 5м. Так как свободное падение является разновидностью прямолинейного равноускоренного движения, перемещение S при свободном падении можно найти по формуле
S = 
Перепишем эту формулу для нашего случая (учитывая, что начальная скорость v0 = 0 м/с, а ускорение а = g):
Выразим отсюда v:
v = 
(Перемещение S — пройденное телом расстояние, а так как тело свободно падает, S = h1 - h2)
Подставим значения в формулу скорости:
v = 
= 10 (м/с)
Подставим это значение в формулу кинетической энергии:
Ек = 
= 100 (Дж).
Теперь, зная потенциальную и кинетическую энергию тела на высоте 5м, можем найти его полную механическую энергию:
Еполн = Еп + Ек = 100 Дж + 100 Дж = 200 Дж.
Итак, мы выяснили, что на высоте 5 м:
Полная механическая энергия тела — 200 Дж
Потенциальная энергия тела — 100 Дж
Кинетическая энергия — 100 Дж
Скорость — 10 м/с
Значит, верные утверждения: a, c, d, f
