Игрок-подающий выбрасывает бейсбольный мяч массой 146 г вертикально со скоростью 37 м/с. При условии, что ускорение
Игрок-подающий выбрасывает бейсбольный мяч массой 146 г вертикально со скоростью 37 м/с. При условии, что ускорение свободного падения равно 10 м/с^2, пренебрегая сопротивлением воздуха, на какую высоту поднимется мяч относительно места броска?
1) Какова кинетическая энергия мяча в момент броска?
2) Какова потенциальная энергия мяча в самой высокой точке траектории полета?
3) Какова высота достижения максимальной высоты?
16.12.2023 14:04
Инструкция: Для решения этой задачи, нам понадобятся основные принципы физики, связанные с вертикальным движением тела.
1) Кинетическая энергия мяча в момент броска может быть найдена по формуле К = (1/2)mv^2, где m - масса мяча, v - скорость мяча в момент броска. Подставляя значения из условия задачи, получаем К = (1/2) * 0.146 кг * (37 м/с)^2.
2) В самой высокой точке траектории полета потенциальная энергия мяча будет максимальной. Потенциальная энергия связана с высотой по формуле П = mgh, где m - масса мяча, g - ускорение свободного падения, h - высота. Подставляя значения из условия задачи, получаем П = 0.146 кг * 10 м/с^2 * h.
3) Для определения высоты достижения максимальной точки, мы можем использовать закон сохранения энергии. Так как механическая энергия (сумма кинетической и потенциальной энергии) сохраняется во время вертикального движения без учета сопротивления воздуха, то К + П = константа. Подставляя значения из первого и второго пункта, получаем (1/2) * 0.146 кг * (37 м/с)^2 + 0.146 кг * 10 м/с^2 * h = const. Решая это уравнение относительно h, мы найдем высоту достижения максимальной точки траектории полета.
Демонстрация:
1) Кинетическая энергия мяча в момент броска: К = (1/2) * 0.146 кг * (37 м/с)^2.
2) Потенциальная энергия мяча в самой высокой точке траектории: П = 0.146 кг * 10 м/с^2 * h.
3) Высота достижения максимальной высоты: решите уравнение (1/2) * 0.146 кг * (37 м/с)^2 + 0.146 кг * 10 м/с^2 * h = const, чтобы найти значение высоты h.
Совет: Для понимания этой задачи, полезно вспомнить формулы для кинетической и потенциальной энергии, а также закон сохранения энергии.
Задание: Мяч был брошен с начальной скоростью 25 м/с. Масса мяча составляет 0.2 кг. Какова будет максимальная высота достижения мяча?