Тело массой 0,1 кг брошено вверх под углом 30° к горизонту со скоростью 4 м/с. Какова потенциальная

Ответы на вопрос

Отвечает Федоренко Кирилл.

Чтобы найти потенциальную энергию тела в высшей точке подъема, нужно понять, что происходит с движением тела, брошенного под углом к горизонту. Давайте разберем задачу по шагам.

Дано:

Масса тела $m = 0{,}1 \, \text{кг}$ .
Скорость тела при броске $v_0 = 4 \, \text{м/с}$ .
Угол броска $\alpha = 30^\circ$ .
Сопротивление воздуха можно не учитывать.
Ускорение свободного падения $g = 9{,}8 \, \text{м/с}^2$ .

Решение:

1. Определяем начальную вертикальную скорость тела

При броске под углом к горизонту скорость можно разложить на две составляющие:

Горизонтальную $v_x$ ,
Вертикальную $v_y$ .

Вертикальная составляющая определяется по формуле:

v_y = v_0 \cdot \sin \alpha

Подставим значения:

v_y = 4 \cdot \sin 30^\circ

Значение синуса $30^\circ$ равно $0{,}5$ :

v_y = 4 \cdot 0{,}5 = 2 \, \text{м/с}.

Таким образом, вертикальная скорость тела в момент броска составляет $2 \, \text{м/с}$ .

2. Находим максимальную высоту подъема

В высшей точке подъема вертикальная скорость тела становится равной нулю ( $v_y = 0$ ). Максимальная высота определяется по формуле:

h = \frac{v_y^2}{2g}

Подставим известные значения:

h = \frac{2^2}{2 \cdot 9{,}8}.

Выполним вычисления:

h = \frac{4}{19{,}6} \approx 0{,}204 \, \text{м}.

Таким образом, максимальная высота подъема тела составляет приблизительно $0{,}204 \, \text{м}$ .

3. Определяем потенциальную энергию тела в высшей точке

Потенциальная энергия тела определяется по формуле:

E_p = m \cdot g \cdot h

Подставим значения:

E_p = 0{,}1 \cdot 9{,}8 \cdot 0{,}204.

Выполним вычисления:

E_p \approx 0{,}1 \cdot 9{,}8 \cdot 0{,}204 \approx 0{,}2 \, \text{Дж}.

Ответ:

Потенциальная энергия тела в высшей точке подъема составляет 0,2 Дж.