Тело массой 2 кг брошено с поверхности земли вертикально вверх со скоростью 25 м/с. Чему будут равны кинетическая и потенциальная энергия тела через 1 с подъема, если сопротивлением движению можно пренебречь?

Для решения задачи нужно использовать законы сохранения энергии и формулы кинематики. Давайте разберёмся поэтапно.

Дано:

• Масса тела, $m = 2$ кг
• Начальная скорость, $v_0 = 25$ м/с
• Ускорение свободного падения, $g = 9,8$ м/с²
• Время, $t = 1$ с

Цель:

1. Найти кинетическую энергию $E_k$ тела через 1 секунду после начала подъема.
2. Найти потенциальную энергию $E_p$ тела через 1 секунду после начала подъема.

Шаг 1: Определим скорость тела через 1 секунду

Сначала используем формулу для скорости при равномерном движении с ускорением (в данном случае — с замедлением, поскольку тело движется вверх против силы тяжести):

Подставим значения:

Шаг 2: Найдём кинетическую энергию $E_k$ через 1 секунду

Кинетическая энергия определяется по формуле:

Подставим значения:

Шаг 3: Найдём высоту подъёма через 1 секунду

Высоту подъёма тела можно найти по формуле для перемещения при равномерном движении с ускорением:

Подставим значения:

Шаг 4: Найдём потенциальную энергию $E_p$ через 1 секунду

Потенциальная энергия определяется по формуле:

Подставим значения:

Ответ:

Через 1 секунду после начала движения:

• Кинетическая энергия тела $E_k = 231,04$ Дж.
• Потенциальная энергия тела $E_p = 393,96$ Дж.

Эти энергии получены при условии, что сопротивлением воздуха можно пренебречь.