531. Какая должна быть скорость прыжка лосося из воды, чтобы преодолеть водопад высотой h=2м? 534. До какой

Тема урока: Физика: Движение по вертикали

Описание:

531. Для решения задачи нам потребуется применить закон сохранения энергии. Когда лосось находится в верхней точке прыжка, у него есть только потенциальная энергия, которая преобразуется в кинетическую энергию по мере падения лосося. Потенциальная энергия определяется формулой U = mgh, где m - масса лосося (предположим, что она равна 1 кг), g - ускорение свободного падения (приближенно 9.8 м/с²), h - высота водопада (2 м). При достижении воды потенциальная энергия полностью превращается в кинетическую, поэтому можно использовать формулу кинетической энергии Ek = (1/2)mv², где v - скорость прыжка. Решив уравнение mgh = (1/2)mv² относительно v, получим скорость прыжка лосося.

534. Для решения задачи нужно использовать законы сохранения энергии и закон сохранения механической энергии. Когда Тарзан начинает себя разгонять на лиане, у него образуется кинетическая энергия, а потенциальная энергия первоначально равна нулю. При достижении максимальной скорости (Vmax) кинетическая энергия достигает максимального значения, а потенциальная энергия становится равной максимальной. Когда Тарзан отпустит лиану на максимальной скорости, его кинетическая энергия полностью преобразуется в потенциальную энергию. Максимальная потенциальная энергия вычисляется как mgh, где m - масса Тарзана (допустим, 70 кг), g - ускорение свободного падения, h - максимальная высота. Решив уравнение mgh = (1/2)mv² относительно h, найдем максимальную высоту.

538. Для решения задачи необходимо применить закон сохранения энергии и использовать формулу кинетической энергии. При сжатии пружины игрушечного пистолета, у него образуется потенциальная энергия пружины. Когда пружина освобождается и дробинка вылетает, потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию дробинки. Мы можем использовать формулу энергии пружины: (1/2)kx², где k - жесткость пружины (1•10 Н/м), x - сжатие пружины (4 см = 0.04 м). Для определения скорости полета дробинки мы можем воспользоваться формулой кинетической энергии: (1/2)mv², где m - масса дробинки (10 г = 0.01 кг). Решив уравнение (1/2)kx² = (1/2)mv² относительно v, мы найдем скорость полета дробинки.

Демонстрация:

531. Используя формулу mgh = (1/2)mv², найдите скорость прыжка лосося из воды, чтобы преодолеть водопад высотой 2м.

534. Какой максимальной высоты может подняться Тарзан на вертикально вниз свешивающейся лиане после разгона до максимальной скорости Vmax=8м/с? Зависит ли высота от длины лианы?

538. При сжатии пружины игрушечного пистолета с жесткостью k=1•10*Н/м на 4 см, с какой скоростью будет лететь дробинка массой т=10г после выстрела в горизонтальном направлении?

Совет: Использование законов сохранения энергии и формул кинетической и потенциальной энергии поможет вам в решении задач по движению по вертикали. Будьте внимательны и аккуратны при подстановке значений и рассчетах, чтобы получить правильные ответы.

Проверочное упражнение:
На высоте 3 м над поверхностью воды находится погруженный клен. При подходе лебеди его часть, расположенная под водой, превращается в надводную часть. Какую силу среды испытывает в этом случае клен, изначально погруженный на глубину 4 м? Масса клена 100 кг, коэффициент сопротивления среды с=1, коэффициент сопротивления Nad=0.95. Ускорение свободного падения g=9,8 м/с². Найдите ответ в Ньютонах.