Какова потенциальная и кинетическая энергия мяча массой 0,5 кг, который подбрасывают вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с, когда его скорость уменьшится в 2 раза?

Физика 9 класс Энергия механическая потенциальная энергия кинетическая энергия мяч масса 0,5 кг подбрасывание вертикально вверх начальная скорость 20 м/с скорость уменьшилась в 2 раза физика механическая энергия формулы энергии Новый

Чтобы найти потенциальную и кинетическую энергию мяча в момент, когда его скорость уменьшится в 2 раза, нам нужно выполнить несколько шагов.

Шаг 1: Найдем скорость мяча, когда она уменьшится в 2 раза.

• Начальная скорость мяча: 20 м/с.
• Когда скорость уменьшится в 2 раза, новая скорость будет: 20 м/с / 2 = 10 м/с.

Шаг 2: Рассчитаем кинетическую энергию мяча.

Формула для расчета кинетической энергии (КЭ) выглядит так:

КЭ = (m * v^2) / 2

• m - масса мяча = 0,5 кг.
• v - скорость мяча = 10 м/с.

Подставим значения в формулу:

КЭ = (0,5 кг * (10 м/с)^2) / 2 = (0,5 * 100) / 2 = 50 / 2 = 25 Дж.

Шаг 3: Найдем потенциальную энергию мяча.

Чтобы найти потенциальную энергию (ПЭ), нужно знать высоту, на которую поднялся мяч. Для этого используем закон сохранения энергии: начальная кинетическая энергия равна сумме потенциальной энергии на высоте и кинетической энергии в момент, когда скорость уменьшилась.

Начальная кинетическая энергия (КЭ0) была:

КЭ0 = (0,5 кг * (20 м/с)^2) / 2 = (0,5 * 400) / 2 = 200 / 2 = 100 Дж.

На высоте, когда скорость мяча 10 м/с, у нас есть:

КЭ + ПЭ = КЭ0

Подставим известные значения:

25 Дж + ПЭ = 100 Дж.

Теперь решим уравнение:

ПЭ = 100 Дж - 25 Дж = 75 Дж.

Итак, итоговые результаты:

• Кинетическая энергия мяча, когда его скорость уменьшилась в 2 раза: 25 Дж.
• Потенциальная энергия мяча в этот момент: 75 Дж.