Для решения задачи определим максимальную высоту, на которую поднимается тело, используя законы кинематики и уравнения движения.
Исходные данные:
- Начальная скорость ( v_0 = 30 \ \text{м/с} )
- Ускорение свободного падения ( g = 9.8 \ \text{м/с}^2 ) (считаем, что сопротивлением воздуха можно пренебречь)
Пояснение:
Когда тело поднимается вертикально вверх, оно замедляется под действием силы тяжести. В момент достижения максимальной высоты его скорость становится равной нулю (( v = 0 )).
Уравнение движения:
Для определения высоты можно использовать одно из уравнений кинематики, связывающее начальную скорость, конечную скорость, ускорение и перемещение:
[ v^2 = v_0^2 - 2gh ]
где:
- ( v ) — конечная скорость (на максимальной высоте ( v = 0 ))
- ( v_0 ) — начальная скорость
- ( g ) — ускорение свободного падения
- ( h ) — максимальная высота
Решение:
Подставим известные значения в уравнение:
[ 0 = (30 \ \text{м/с})^2 - 2 \cdot 9.8 \ \text{м/с}^2 \cdot h ]
Преобразуем уравнение для нахождения ( h ):
[ 0 = 900 \ \text{м}^2/\text{с}^2 - 19.6 \ \text{м/с}^2 \cdot h ]
[ 19.6 \ \text{м/с}^2 \cdot h = 900 \ \text{м}^2/\text{с}^2 ]
[ h = \frac{900 \ \text{м}^2/\text{с}^2}{19.6 \ \text{м/с}^2} ]
[ h \approx 45.92 \ \text{м} ]
Ответ:
Тело поднимается на максимальную высоту около 45.92 метров.