СРОЧНО!! Футбольный мяч массой 0,4 кг летит в направлении ворот со скоростью 20 м/с. На встречу ему бежит вратарь со скоростью 2 м/с. Определите кинетическуюэнергию мяча относительно ворот и вратаря.

Давайте разберёмся с решением задачи, чтобы определить кинетическую энергию мяча относительно ворот и вратаря.

Дано:

• Масса мяча, $m = 0.4 \ \text{кг}$.
• Скорость мяча относительно ворот, $v_м = 20 \ \text{м/с}$.
• Скорость вратаря, $v_в = 2 \ \text{м/с}$.

Кинетическая энергия мяча относительно ворот

Кинетическая энергия (КЭ) — это энергия, которую обладает тело за счет своего движения. Она рассчитывается по формуле:

Где:

• $m$ — масса тела (в кг);
• $v$ — скорость тела (в м/с).

Так как для расчета энергии мяча относительно ворот нужно использовать скорость мяча относительно неподвижной системы отсчёта (ворот), то подставим её:

Итак, кинетическая энергия мяча относительно ворот составляет 80 Дж.

Кинетическая энергия мяча относительно вратаря

Теперь определим кинетическую энергию мяча относительно вратаря. Для этого нужно найти скорость мяча относительно вратаря, то есть учесть, что вратарь движется навстречу мячу.

Если вратарь движется навстречу мячу, то их скорости складываются (поскольку они движутся в противоположных направлениях):

Теперь подставим эту относительную скорость в формулу для кинетической энергии:

Таким образом, кинетическая энергия мяча относительно вратаря составляет 96.8 Дж.

Ответ:

1. Кинетическая энергия мяча относительно ворот — 80 Дж.
2. Кинетическая энергия мяча относительно вратаря — 96.8 Дж.

Эти результаты показывают, что кинетическая энергия мяча относительно вратаря больше, чем относительно ворот, так как вратарь движется навстречу мячу, что увеличивает относительную скорость и, соответственно, кинетическую энергию.