Бомба массой 250 кг падает с высоты 800 м. Какова ее скорость, когда она достигает высоты 200 м над землей?

Физика 11 класс Законы сохранения энергии бомба масса 250 кг высота 800 м скорость 200 м свободное падение физика 11 класс кинематика Новый

Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения механической энергии. В данном случае, мы будем рассматривать потенциальную и кинетическую энергию.

Сначала определим потенциальную энергию бомбы на высоте 800 м. Потенциальная энергия (PE) определяется по формуле:

PE = m * g * h

где:

• m - масса бомбы (250 кг),
• g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²),
• h - высота (800 м).

Теперь подставим значения:

PE_800 = 250 кг * 9.81 м/с² * 800 м = 1,962,000 Дж

Теперь найдем потенциальную энергию на высоте 200 м:

PE_200 = 250 кг * 9.81 м/с² * 200 м = 490,500 Дж

Согласно закону сохранения энергии, общая механическая энергия системы остается постоянной. Это значит, что разница в потенциальной энергии будет равна кинетической энергии (KE), которую бомба приобретает при падении:

KE = PE_800 - PE_200

Подставляем значения:

KE = 1,962,000 Дж - 490,500 Дж = 1,471,500 Дж

Кинетическая энергия также выражается через скорость:

KE = 0.5 * m * v²

Теперь мы можем выразить скорость (v) через кинетическую энергию:

1,471,500 Дж = 0.5 * 250 кг * v²

Решим это уравнение для v:

1,471,500 Дж = 125 кг * v²

Делим обе стороны на 125 кг:

v² = 1,471,500 Дж / 125 кг = 11,772 Дж/кг

Теперь находим скорость:

v = √(11,772) ≈ 3.43 м/с

Таким образом, скорость бомбы, когда она достигает высоты 200 м над землей, составляет приблизительно 3.43 м/с.