Какой скоростью обладал снаряд, выпущенный вертикально вверх, на половине высоты, если он достиг максимальной высоты 1 км? [4 балла]
Физика 11 класс Законы движения тел в поле тяжести скорость снаряда вертикально вверх максимальная высота физика 11 класс половина высоты Новый
Для решения данной задачи нам нужно использовать законы механики, в частности, закон сохранения энергии и уравнения движения. Давайте разберем решение по шагам.
Шаг 1: Определение максимальной высотыСогласно условию, снаряд достигает максимальной высоты 1 км, что равно 1000 метрам.
Шаг 2: Определение высоты на половине путиПоловина высоты, на которой мы хотим найти скорость, будет равна:
Когда снаряд поднимается, его кинетическая энергия преобразуется в потенциальную. На максимальной высоте (1 км) вся кинетическая энергия превращается в потенциальную. Мы можем записать уравнение для энергии:
Упростим уравнение, избавившись от массы (m) с обеих сторон:
Теперь подставим значения:
Упрощаем:
Умножаем обе стороны на 2:
Теперь извлекаем корень из обеих сторон:
Теперь мы можем использовать ту же формулу для определения скорости на высоте 500 м. На этой высоте потенциальная энергия снаряда будет равна:
Кинетическая энергия на этой высоте будет равна:
Сумма потенциальной и кинетической энергии на высоте 500 м будет равна начальной кинетической энергии:
Подставляем все известные величины:
Упрощаем уравнение:
Умножаем обе стороны на 2:
Извлекаем корень:
Скорость снаряда на половине высоты (500 м) составляет примерно 99 м/с.