Какова высота балкона, с которого упал мячик массой 500 г, если его скорость перед ударом о землю составляла 10 м/с?

Физика: Кинематика

Описание: Чтобы определить высоту балкона, с которого упал мячик, нам необходимо использовать законы кинематики, а именно закон сохранения энергии. Механическая энергия мячика в начальный момент равна его потенциальной энергии при падении.

Потенциальная энергия (U) мячика высотой (h) над землей определяется формулой U = mgh, где m - масса мячика, g - ускорение свободного падения (примерно равно 9,8 м/с²).

Скорость (v) мячика перед ударом о землю можно найти с использованием формулы скорости v = √(2gh), где h - высота падения.

Так как мячик падает без сопротивления воздуха, то его кинетическая энергия полностью превращается в потенциальную энергию при падении. Поэтому можно записать следующее уравнение:

mgh = (1/2)mv²,

где m - масса мячика, h - высота падения, v - скорость перед ударом о землю.

Раскрывая уравнение, получаем:

gh = (1/2)v².

Подставляя известные значения и решая уравнение относительно h, получаем:

h = (1/2)v²/g.

Рассчитав, получим:

h = (1/2) * (10 м/с)² / 9,8 м/с² ≈ 5,1 метра (округленно до одного знака после запятой).

Совет: При решении подобных задач обратите внимание на использование единиц измерения. Обязательно проверьте, что все значения указаны в одинаковых единицах (в данном случае метры и секунды).

Упражнение: Какая высота будет, если мячик будет иметь массу 250 грамм и скорость перед ударом о землю составлять 15 м/с? (С пренебрежением сопротивлением воздуха)