3. Стрела вышвыривается из арбалета прямо вертикально вверх со скоростью 30 м/с. Масса стрелы составляет 100

Тема: Кинетическая энергия и максимальная высота достижения для стрелы, запущенной из арбалета

Инструкция:
а) Для расчета исходной кинетической энергии стрелы, мы можем использовать формулу кинетической энергии:

Кинетическая энергия (КЭ) = (1/2) * масса * скорость^2

Подставляя значения, получим:

КЭ = (1/2) * 0.1 кг * (30 м/с)^2 = 0.1 * 450 = 45 Дж

Таким образом, исходная кинетическая энергия стрелы составляет 45 Дж.

b) Для определения максимальной высоты достижения стрелы, мы можем использовать закон сохранения механической энергии. Когда стрела достигает максимальной высоты, ее кинетическая энергия превращается в потенциальную энергию.

Потенциальная энергия (ПЭ) = масса * ускорение свободного падения * высота

Подставляя значения, получим:

ПЭ = 0.1 кг * 9.8 м/с^2 * высота

Также, потенциальная энергия равна исходной кинетической энергии:

ПЭ = 45 Дж

Поэтому, 0.1 кг * 9.8 м/с^2 * высота = 45 Дж

Из этого уравнения, мы можем найти значение высоты:

Высота = 45 Дж / (0.1 * 9.8 м/с^2)

Таким образом, максимальная высота достижения стрелы равна 45 м.

c) При удваивании массы стрелы, потенциальная энергия также удваивается. Следовательно, высота достижения стрелы также удваивается. Таким образом, если исходная высота достижения была 45 м, то при удвоении массы она станет 90 м.

Совет: Для лучшего понимания этой темы, важно понять основные принципы сохранения энергии и ее превращения из одной формы в другую. Также полезно знать основы кинематики и ускорение свободного падения. Решение задач по этой теме требует внимательности и точности в расчетах.

Практика:
Стрела высвобождается из арбалета со скоростью 20 м/с и имеет массу 200 г. Рассчитайте исходную кинетическую энергию стрелы, а также значение максимальной высоты достижения.