Menu

Учащийся подбросил яблоко вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На какой высоте кинетическая энергия яблока будет равна его потенциальной энергии, если g=10 м/с^2?


ДАНО

Vo=5м/с

V =0м/с

g=10 м/с2

-

t-

РЕШЕНИЕ

1) Шарик №1 движется  ВВЕРХ.   По закону сохранения энергии Кинетическая энергия шарика при броске с поверхности земли  РАВНА потенциальной энергии на высоте  h.

Ek=En ;  mVo^2/2 =mgh ; 

высота   h=Vo^2/(2g)=5^2/(2g)=25/(2*10)=1.25 м  (1)

время подъема  шарика t1=(V-Vo)/(-g)=(0-5)/(-10)=0.5c

2) После верхней точки шарик №1 движется ВНИЗ, ему навстречу шарик №2 ВВЕРХ.   До встречи они летят одно и тоже время t2.

Шарик №1 проходит расстояние  h1=Vt2 +gt^2/2 = gt^2/2

Шарик №2 проходит расстояние  h2=Vot2 -gt^2/2

Общее расстояние h=h1+h2= gt^2/2+ Vot2 -gt^2/2=Vot2

Также h=Vo^2/(2g)   <-из формулы  (1)

Приравняем   h

Vot2 = Vo^2/(2g)

t2= Vo/(2g)=5/(2*10=0.25c

При падении шарик №1 прошел расстояние h1= gt^2/2=10*0.25^2/2=0.3125 м

Осталось  пройти до поверхности земли  расстояние h2=h-h1=1.25-0.3125=0.9375 м

3)Скорости шариков при столкновении направлены противоположно

(пусть положительное направление оси ОХ  вниз)

V1=V+gt=0+10*0.25=2,5 м/с

V2=Vo+gt=-5+10*0.25=-2,5 м/с

|V1|=|V2|=2.5 м/с

Массы шариков равны  m1=m2=m

Удар абсолютно НЕУПРУГИЙ  - шарики  слиь.

По закону сохранения импульса суммарный импульс  ДО удара  и ПОСЛЕ равны.

mV1+mV2=(m+m)*uo

где  uo -начальная скорость слипшихся шариков после столкновения.

m(v1+v2) =2m*uo

uo=(V1+V2)/2 =(2.5-2.5)/2=0 м/с

Скорость шариков при столкновении стала равна 0.

4) Уравнение движения шарика №1 на участке  h2 (нач. Скорость uo ; время движения t3)

h2=uo*t3+g(t3)^2/2=0+ g(t3)^2/2 ;  (t3)^2 = 2*h2/g ; t3=√(2*h2/g) = √(2*0.9375/10)=0.433c

5) Общее время в полете шарика №1 до касания земли t=t1+t2+t3=0.5+0.25+0.433=1.183=1.2c

ОТВЕТ    1.2с  




ПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ:
  • 2 пластилиновых шарика, массами 30 и 50 гр, движ. Навстр. Друг другу со ск. 5 и 4 м/с. В результате неупругого столкн. Они слипаются. Определите скорость шариков после столкн...
  • N маленьких шариков, каждый из которых имеет массу m, тянут равномерно по столу с силой, направленной горизонтально. Коэффициент трения между шариками и плоскостью Шарики сое...
  • 1)По двум пересекающимся под прямым углом дорогам движутся автомобили со скоростями 60 км/час и 90 км/час. Определить скорость одного автомобиля в системе отсчета, связанной...
  • Два одинаковых шарика, обладающие зарядами 2,67нКл и (-0,67)нКл, находятся на расстоянии 4 см. Их приводят в соприкосновение и удаляют на прежнее расстояние. Найти силу взаим...
  • Два одинаковых шарика массой 1 г подвешены на нитях длиной 25 см. После того как шарикам сообщили одинаковые заряды они разошлись на расстояние 5 см. Определить заряды шарико...