На какой высоте над поверхностью земли скорость мяча упала до 2 м/с, если его начальная скорость была 6 м/с? При этом необходимо не учитывать влияние сопротивления воздуха.
Павел
Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать законы движения, в частности уравнение свободного падения.
В уравнении свободного падения у нас есть следующие данные:
- Начальная скорость мяча \(v_0 = 6 \, \text{м/с}\)
- Скорость, когда мяч упал до высоты \(h\), о которой мы хотим узнать \(v = 2 \, \text{м/с}\)
- Ускорение свободного падения \(g = 9.8 \, \text{м/с}^2\) (приближенное значение ускорения свободного падения на поверхности Земли)
Уравнение свободного падения выглядит следующим образом:
\[v^2 = v_0^2 + 2gh\]
где:
- \(v\) - конечная скорость мяча
- \(v_0\) - начальная скорость мяча
- \(g\) - ускорение свободного падения
- \(h\) - высота
Мы можем переписать это уравнение относительно высоты \(h\):
\[h = \frac{v^2 - v_0^2}{2g}\]
Подставим известные значения в данное уравнение:
\[h = \frac{(2 \, \text{м/с})^2 - (6 \, \text{м/с})^2}{2 \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2}\]
Теперь выполним вычисления:
\[h = \frac{4 \, \text{м/с}^2 - 36 \, \text{м/с}^2}{19.6 \, \text{м/с}^2}\]
\[h = \frac{-32 \, \text{м/с}^2}{19.6 \, \text{м/с}^2}\]
\[h \approx -1.63 \, \text{м}\]
Полученный результат отрицательный, что значит, что высота составляет примерно -1.63 метра над поверхностью земли. Данный результат говорит о том, что мяч уже упал ниже поверхности земли и находится ниже нее на данной высоте.
В уравнении свободного падения у нас есть следующие данные:
- Начальная скорость мяча \(v_0 = 6 \, \text{м/с}\)
- Скорость, когда мяч упал до высоты \(h\), о которой мы хотим узнать \(v = 2 \, \text{м/с}\)
- Ускорение свободного падения \(g = 9.8 \, \text{м/с}^2\) (приближенное значение ускорения свободного падения на поверхности Земли)
Уравнение свободного падения выглядит следующим образом:
\[v^2 = v_0^2 + 2gh\]
где:
- \(v\) - конечная скорость мяча
- \(v_0\) - начальная скорость мяча
- \(g\) - ускорение свободного падения
- \(h\) - высота
Мы можем переписать это уравнение относительно высоты \(h\):
\[h = \frac{v^2 - v_0^2}{2g}\]
Подставим известные значения в данное уравнение:
\[h = \frac{(2 \, \text{м/с})^2 - (6 \, \text{м/с})^2}{2 \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2}\]
Теперь выполним вычисления:
\[h = \frac{4 \, \text{м/с}^2 - 36 \, \text{м/с}^2}{19.6 \, \text{м/с}^2}\]
\[h = \frac{-32 \, \text{м/с}^2}{19.6 \, \text{м/с}^2}\]
\[h \approx -1.63 \, \text{м}\]
Полученный результат отрицательный, что значит, что высота составляет примерно -1.63 метра над поверхностью земли. Данный результат говорит о том, что мяч уже упал ниже поверхности земли и находится ниже нее на данной высоте.
Знаешь ответ?