Какова будет максимальная высота над Землей H, когда камень массой 100 г будет брошен с поверхности Земли под углом

Содержание вопроса: Закон сохранения механической энергии при бросании камня

Описание:
В данной задаче мы можем использовать закон сохранения механической энергии, который утверждает, что механическая энергия системы остается постоянной во время движения, если на неё не действуют внешние силы. Механическая энергия может быть представлена в виде суммы кинетической энергии (КЭ) и потенциальной энергии (ПЭ):

Механическая энергия (MЭ) = КЭ + ПЭ

В начальный момент времени, когда камень брошен, его механическая энергия состоит только из кинетической энергии, так как потенциальная энергия равна нулю. Наибольшая высота, достигаемая камнем, будет иметь ту же потенциальную энергию, что и начальная кинетическая энергия камня.

Теперь мы можем использовать формулы для кинетической энергии (КЭ) и потенциальной энергии (ПЭ) для нашей задачи:

КЭ = (1/2) * m * v^2
ПЭ = m * g * h

где m - масса камня, v - скорость камня, g - ускорение свободного падения, h - высота над землей.

Поскольку механическая энергия постоянна, мы можем приравнять начальную кинетическую энергию к потенциальной энергии на максимальной высоте:

(1/2) * m * v0^2 = m * g * h

Из этого уравнения мы можем выразить высоту h:

h = (v0^2) / (2 * g)

Подставив значения v0 = 14 м/с и g = 9.8 м/с^2, мы можем вычислить высоту h.

Доп. материал:

Задача: Какова будет максимальная высота над Землей H, когда камень массой 100 г будет брошен с поверхности Земли под углом 30° к вертикали со скоростью v0 = 14 м/с?

Решение:
m = 0.1 кг (масса камня)
g = 9.8 м/с^2 (ускорение свободного падения)
v0 = 14 м/с (начальная скорость камня)

h = (v0^2) / (2 * g)
h = (14^2) / (2 * 9.8)
h ≈ 10.24 м

Ответ: Максимальная высота над Землей H, которую достигнет камень, составит примерно 10.24 метра.

Совет:
Чтобы лучше понять эту тему, важно хорошо знать формулы для кинетической и потенциальной энергии, а также принципы сохранения механической энергии. Рекомендуется также решать несколько типичных задач на применение закона сохранения механической энергии, чтобы лучше понять, как его применять.

Практика:
Камень массой 200 г брошен с поверхности Земли под углом 45° к вертикали со скоростью 20 м/с. Какова будет максимальная высота над Землей, которую достигнет камень?