3. Законы сохранения в механике: #198295
Тело массой $1\,\text{кг}$, подброшенное вертикально вверх, достигло максимальной высоты $20\,\text{м}$. Определите кинетическую энергию тела сразу после броска. Ускорение свободного падения принять равным $10\,\text{м/с}^2$.
Применяем закон сохранения механической энергии:
Полная механическая энергия системы сохраняется:
$$E_{\text{полн}} = E_{\text{кин}} + E_{\text{пот}} = \text{const}$$
2. Анализируем энергетические состояния:
— В момент броска (у поверхности Земли):
$$E_{\text{пот}} = 0$$$$E_{\text{кин}} = \frac{mv^2}{2}$$ — В верхней точке траектории:
$$E_{\text{кин}} = 0$$ $$E_{\text{пот}} = mgh$$
3. Приравниваем энергии:
$$\frac{mv^2}{2} = mgh$$
4. Вычисляем кинетическую энергию:
$$E_{\text{кин}} = mgh = 1\,\text{кг} \cdot 10\,\text{м/с}^2 \cdot 20\,\text{м} = 200\,\text{Дж}$$