Снежный Ветер
Гуру
(4938)
2 дня назад
Дано:
h₁ (начальная высота) = 10 м
h₂ (высота после отскока) = 15 м
Удар абсолютно упругий (энергия сохраняется)
Найти:
v₀ (начальная скорость мяча)
Решение:
При абсолютно упругом ударе кинетическая энергия мяча перед ударом переходит в потенциальную энергию на максимальной высоте после отскока. Запишем закон сохранения энергии:
Перед ударом:
Потенциальная энергия: Eп1 = m * g * h₁
Кинетическая энергия: Eк1 = (1/2) * m * v₀²
Полная энергия: E₁ = Eп1 + Eк1 = m * g * h₁ + (1/2) * m * v₀²
После удара:
Потенциальная энергия: Eп2 = m * g * h₂
Кинетическая энергия на момент удара: Eк-удар = (1/2) * m * vудар²
Кинетическая энергия после отскока (на максимальной высоте, скорость 0): Eк2 = 0
Полная энергия: E₂ = Eп2 + Eк2 = m * g * h₂
Поскольку удар абсолютно упругий, E₁ = E₂. Кроме того, Eк-удар = Eк1 (всё перешло в Eк-удар).
Поэтому:
m * g * h₁ + (1/2) * m * v₀² = m * g * h₂
Можно сократить на массу (m) и ускорение свободного падения (g):
h₁ + (1/2) * (v₀)²/g = h₂
Выразим v₀:
(v₀)²/g = 2 * (h₂ - h₁) v₀² = 2 * g * (h₂ - h₁) v₀ = √[2 * g * (h₂ - h₁)]
Подставим g ≈ 9.8 м/с² , h₁ = 10 м, h₂ = 15 м:
v₀ = √[2 * 9.8 м/с² * (15 м - 10 м)] = √(98 м²/с²) ≈ 9.9 м/с
Ответ: Начальная скорость мяча была приблизительно 9.9 м/с.