На какой высоте кинетическая энергия мяча массой 250 г, подброшенного вертикально вверх с поверхности Земли и равная 49

Объяснение: Кинетическая энергия (KE) связана с движением объекта, а потенциальная энергия (PE) — с его положением или состоянием. В данной задаче нужно найти высоту, на которой эти две энергии будут равны.

Сначала найдем потенциальную энергию, используя формулу PE = mgh, где m — масса объекта, g — ускорение свободного падения (округлим его до 9,8 м/с^2), h — высота. Подставляем значения и находим высоту:

PE = mgh
49 = 0,25 * 9,8 * h
h ≈ 19,8 м

Теперь, когда у нас есть значение высоты, на которой потенциальная энергия равна 49 Дж, мы можем найти кинетическую энергию на этой высоте с помощью формулы KE = 0,5mv^2, где v — скорость объекта на данной высоте. Скорость на такой высоте совпадает по модулю со скоростью на поверхности Земли, но имеет противоположное направление. Можем сказать, что скорость равна 0 на данной высоте. Подставляем значения и находим кинетическую энергию:

KE = 0,5 * 0,25 * 0^2
KE = 0 Дж

Таким образом, на высоте около 19,8 м, кинетическая энергия мяча будет равна 0 Дж, что совпадает с его потенциальной энергией.

Совет: Чтобы лучше понять связь между кинетической и потенциальной энергией, рассмотрите различные ситуации, например, бросающийся вниз мяч, бросающийся вверх мяч или мяч, оставленный на определенной высоте.

Упражнение:
Самолет массой 8000 кг летит на высоте 100 м со скоростью 400 км/ч. Найдите его кинетическую энергию.