Для расчета максимальной высоты подъема стрелы, выпущенной вертикально вверх, можно использовать законы кинематики равноускоренного движения. В этом случае основным ускорением является ускорение свободного падения (g), которое приблизительно равно 9.8 м/с² и действует в направлении, противоположном движению стрелы.
Так как стрела поднимается вверх, ее скорость уменьшается на величину ускорения свободного падения, пока не достигнет нуля на максимальной высоте подъема. В момент, когда скорость стрелы становится равной нулю, она достигает своей максимальной высоты.
Мы можем использовать следующее уравнение кинематики для нахождения максимальной высоты (H):
[ v^2 = v_0^2 - 2gH ]
где
- ( v ) – конечная скорость (на максимальной высоте, равна 0 м/с),
- ( v_0 ) – начальная скорость (20 м/с),
- ( g ) – ускорение свободного падения (9.8 м/с²),
- ( H ) – максимальная высота подъема.
Из данного уравнения нам нужно выразить ( H ):
[ 0 = 20^2 - 2 \times 9.8 \times H ]
[ 400 = 19.6 \times H ]
[ H = \frac{400}{19.6} \approx 20.41 \text{ метров} ]
Таким образом, максимальная высота подъема стрелы, выпущенной вертикально вверх со скоростью 20 м/с, составляет приблизительно 20.41 метра.