Задача 2. Мяч, брошенный вверх Мальчик бросил мяч массой 100 г вертикально вверх со скоростью 8 м/с. а) Чему равна его кинетическая энергия в момент броска? б) На какую максимальную высоту поднимется мяч? в) Чему будет равна потенциальная энергия мяча на этой высоте? Подсказка: в верхней точке скорость равна нулю — вся кинетическая энергия превратилась в потенциальную.

Решение:

1. а) Кинетическая энергия в момент броска
   • Дано:
     • Масса мяча (m) = 100 г = 0.1 кг
     • Начальная скорость (v) = 8 м/с
   • Формула кинетической энергии: E_k = 1/2 * m * v²
   • Расчет: E_k = 1/2 * 0.1 кг * (8 м/с)² = 1/2 * 0.1 * 64 = 3.2 Дж
2. б) Максимальная высота подъема
   • По закону сохранения энергии, начальная кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию на максимальной высоте.
   • E_k (начальная) = E_p (максимальная)
   • 3.2 Дж = m * g * h_max
   • h_max = E_k / (m * g)
   • Расчет: h_max = 3.2 Дж / (0.1 кг * 9.8 м/с²) = 3.2 / 0.98 ≈ 3.27 м
3. в) Потенциальная энергия на максимальной высоте
   • Потенциальная энергия на максимальной высоте равна начальной кинетической энергии.
   • E_p (максимальная) = 3.2 Дж

Ответ:

• а) Кинетическая энергия: 3.2 Дж
• б) Максимальная высота: ≈ 3.27 м
• в) Потенциальная энергия: 3.2 Дж