Форум сайта alsak.ru

Задачи и вопросы по физике => Кинематика => Механика => Свободное падение => : Антон Огурцевич 29 January 2017, 18:32

: С башни высотой
: Антон Огурцевич 29 January 2017, 18:32
С башни высотой H =20 м горизонтально со скоростью υo = 10 м/с брошен камень массой m = 400 г. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить для момента времени t = 1 с после начала движения: 1) кинетическую энергию; 2) потенциальную энергию. Ответ: 1)39,2 Дж; 2)59,2Дж. Сделать рисунок.
: Re: С башни высотой
: Сергей 29 January 2017, 18:50
Решение.
Данное движение результат двух независимых движений.
Равномерного движения относительно оси Ох и свободного падения относительно оси Оу.
Скорость тела через одну секунду определим по формуле:
\[ \begin{align}
  & \upsilon =\sqrt{\upsilon _{x}^{2}+\upsilon _{y}^{2}}(2),{{\upsilon }_{x}}={{\upsilon }_{0}},{{\upsilon }_{y}}=g\cdot t,\upsilon =\sqrt{\upsilon _{0}^{2}+{{(g\cdot t)}^{2}}}\,(1).g=9,8. \\
 & \upsilon =\sqrt{{{10}^{2}}+{{(1\cdot 9,8)}^{2}}}=14. \\
\end{align} \]
1) Определим кинетическую энергию.
\[ {{E}_{k}}=\frac{m\cdot {{\upsilon }^{2}}}{2}(2).\,{{E}_{k}}=\frac{0,4\cdot {{(14)}^{2}}}{2}=39,2. \]
2) Определим потенциальную энергию. Перемещение тела относительно оси Оу определим по формуле.
\[ \begin{align}
  & {{h}_{1}}=\frac{g\cdot {{t}^{2}}}{2}\,(3),h=H-{{h}_{1}}(4),{{E}_{p}}=m\cdot g\cdot h,{{E}_{p}}=m\cdot g\cdot (H-\frac{g\cdot {{t}^{2}}}{2})(5). \\
 & {{E}_{p}}=0,4\cdot 9,8\cdot (20-\frac{9,8\cdot {{1}^{2}}}{2})=59,19. \\
\end{align} \]
Ответ: Ек = 39,2 Дж, Ер = 59,2 Дж.