Какая скорость потребуется для шара радиусом 15 см, чтобы он перепрыгнул ступеньку высотой 3 см? Удар о ступеньку

Содержание: Скорость шара при перепрыгивании ступеньки

Разъяснение: Чтобы ответить на этот вопрос, мы можем использовать законы сохранения энергии. Потенциальная энергия шара на самой верхней точке траектории (ступеньки) будет превращаться в его кинетическую энергию на самом низу этой траектории.

Для начала найдем потенциальную энергию шара на верхней точке траектории. Потенциальная энергия вычисляется по формуле: P = m * g * h, где m - масса шара, g - ускорение свободного падения, h - высота ступеньки. В данной задаче шар не имеет массы, поэтому его можно считать идеально легким.

Таким образом, потенциальная энергия шара на верхней точке траектории равна нулю (P = 0).

Затем найдем кинетическую энергию шара на нижней точке траектории. Кинетическая энергия вычисляется по формуле: K = (1/2) * m * v^2, где v - скорость шара.

Поскольку всю потенциальную энергию шара на верхней точке траектории превращается в кинетическую энергию на нижней точке траектории, мы можем записать равенство: P = K.

Так как P = 0, получаем, что K = 0.

Теперь найдем скорость шара на нижней точке траектории. Подставим значения в формулу для кинетической энергии:

0 = (1/2) * m * v^2

Так как масса шара равна нулю, выражение упрощается:

0 = 0 * v^2

Отсюда следует, что скорость шара равна нулю (v = 0) при перепрыгивании ступеньки.

Демонстрация: Найдем скорость шара радиусом 10 см, чтобы он перепрыгнул ступеньку высотой 2 см. Ускорение свободного падения g равно 9,8 м/с^2.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию сохранения энергии, рекомендуется изучить примеры и задачи, связанные с этой темой. Также полезно визуализировать процесс перепрыгивания ступеньки в уме или на бумаге.

Закрепляющее упражнение: Какая скорость потребуется для шара радиусом 20 см, чтобы он перепрыгнул ступеньку высотой 5 см? Ускорение свободного падения g равно 9,8 м/с^2.