Энергия, затраченная на толкание ядра, брошенного под углом 30 к горизонту, равна 150 Дж. Какую потенциальную энергию будет иметь ядро в точке максимального подъема, если в момент бросания оно находилось на высоте 1.5 м над Землей? Масса ядра равна 2 кг. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи можно использовать законы сохранения энергии. Начнем с момента бросания ядра:

Кинетическая энергия ядра в начальный момент (когда его бросают):
Eк = 0, потому что начальная скорость равна 0.

Потенциальная энергия ядра в начальный момент:
Еп = mgh = 2 кг 9.8 м/с^2 1.5 м = 29.4 Дж

Вся энергия в начальный момент равна потенциальной энергии:
E = Ек + Еп = 0 + 29.4 Дж = 29.4 Дж

Теперь рассмотрим точку максимального подъема ядра:

Кинетическая энергия ядра в точке максимального подъема:
Eк = 0, потому что скорость ядра в точке максимального подъема равна 0.

Потенциальная энергия ядра в точке максимального подъема:
Еп = mgh_max

Поскольку закон сохранения энергии потребует равенства начальной энергии и энергии в точке максимального подъема, можем записать:

E = Ек + Еп = Еп = mgh_max = 29.4 Дж

Теперь найдем высоту максимального подъема ядра:

h_max = E / (mg) = 29.4 Дж / (2 кг * 9.8 м/с^2) ≈ 1.5 м

Таким образом, потенциальная энергия ядра в точке максимального подъема будет такой же, как и при бросании, равна 29.4 Дж.