С какой скоростью вверх был брошен мяч массой 150 г, если на высоте 2 м его кинетическая энергия равна нулевой?

Физика: Скорость броска мяча

Пояснение: Для решения этой задачи вам понадобится знание о кинетической энергии и законе сохранения энергии.

Первоначально, мы знаем, что на высоте 2 м кинетическая энергия мяча равна нулю. Вероятно, мяч был брошен с некоторой начальной скоростью вверх, и когда он достиг высоты 2 м, его кинетическая энергия стала нулевой.

Закон сохранения энергии гласит, что сумма потенциальной энергии и кинетической энергии остается постоянной на протяжении движения, если во внешних силах нет утраты энергии, такой, как сопротивление воздуха.

На высоте 2 м мяч имеет только потенциальную энергию, которая равна продукту его массы, ускорения свободного падения и высоты. Мы можем записать это уравнение следующим образом:
`mgh = 0`
где `m` - масса мяча, `g` - ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с²), `h` - высота (2 м).

Решая уравнение относительно скорости, мы получаем:
`v = sqrt(2gh)`
где `v` - скорость мяча.

Теперь мы можем подставить значения в уравнение и рассчитать скорость:
`v = sqrt(2 * 0.15 * 9.8 * 2)`
`v ≈ 2.14 м/с`

Таким образом, мяч был брошен вверх со скоростью примерно 2.14 м/с.

Совет: Для лучшего понимания этой задачи, важно осознать, что кинетическая энергия трансформируется в потенциальную энергию при подъеме мяча вверх. Закон сохранения энергии позволяет нам установить связь между этими двумя видами энергии. Помните, что в отсутствие сил сопротивления, энергия остается постоянной и превращается из одной формы в другую.

Упражнение: Если мяч имеет кинетическую энергию при броске вверх на высоте 5 м, найдите начальную скорость мяча.