Камень массой 0,4 кг бросили вертикально вверх со скоростью 20 м/с. чему равны кинетическая и потенциальная...

Для решения данной задачи нам необходимо использовать законы сохранения энергии. На высоте 15 м у камня будет как потенциальная, так и кинетическая энергия.

1. Кинетическая энергия камня на высоте 15 м: Первоначально камень имел кинетическую энергию, равную его начальной кинетической энергии, так как на высоте 15 м скорость камня будет равна 0. Таким образом, кинетическая энергия на высоте 15 м будет равна 0.

2. Потенциальная энергия камня на высоте 15 м: Потенциальная энергия камня на высоте h вычисляется по формуле Ep = mgh, где m - масса камня, g - ускорение свободного падения (принимаем равным 9,81 м/с^2), h - высота.

Ep = 0,4 кг 9,81 м/с^2 15 м = 58,86 Дж

Таким образом, потенциальная энергия камня на высоте 15 м равна 58,86 Дж, а кинетическая энергия равна 0.

Для решения этой задачи нам нужно рассчитать кинетическую и потенциальную энергию камня на заданной высоте.

Дано:

• Масса камня ( m = 0.4 \, \text{кг} ).
• Начальная скорость ( v_0 = 20 \, \text{м/с} ).
• Высота ( h = 15 \, \text{м} ).
• Ускорение свободного падения ( g = 9.8 \, \text{м/с}^2 ).

Потенциальная энергия

Потенциальная энергия ( E_p ) на высоте ( h ) рассчитывается по формуле: [ E_p = m \cdot g \cdot h. ]

Подставим значения: [ E_p = 0.4 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot 15 \, \text{м} = 58.8 \, \text{Дж}. ]

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия ( E_k ) на высоте ( h ) определяется как: [ E_k = \frac{1}{2} m v^2, ] где ( v ) — скорость камня на высоте ( h ).

Сначала необходимо найти скорость ( v ) на высоте 15 м. Для этого воспользуемся законом сохранения энергии. Полная механическая энергия в начальной точке (на земле) равна полной механической энергии на высоте 15 м:

[ E_{k0} = E_k + E_p, ]

где ( E{k0} ) — начальная кинетическая энергия: [ E{k0} = \frac{1}{2} m v_0^2. ]

Подставим начальные значения: [ E_{k0} = \frac{1}{2} \cdot 0.4 \, \text{кг} \cdot (20 \, \text{м/с})^2 = 80 \, \text{Дж}. ]

Теперь выразим кинетическую энергию на высоте 15 м: [ Ek = E{k0} - E_p = 80 \, \text{Дж} - 58.8 \, \text{Дж} = 21.2 \, \text{Дж}. ]

Таким образом, на высоте 15 м:

• Кинетическая энергия камня ( E_k = 21.2 \, \text{Дж} ).
• Потенциальная энергия камня ( E_p = 58.8 \, \text{Дж} ).