Вопрос:

Определите значения потенциальной и кинетической энергии стрелы массой 50г, выпущенной из лука со скоростью 25м/с вертикально вверх, через 2с после начала движения. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Ответ:

Сначала переведём массу стрелы в кг. Затем найдём скорость стрелы через 2 секунды, используя ускорение свободного падения. После этого рассчитаем кинетическую и потенциальную энергию.

1. **Перевод массы:**
\(50 \text{ г} = 50 \cdot \frac{1}{1000} \text{ кг} = 0.05 \text{ кг}\)

2. **Записываем данные:**
- (m = 0.05) кг
- (v_0 = 25) м/с (начальная скорость)
- (t = 2) с
- (g = 9.8) м/с²

3. **Скорость через 2 секунды:**
\(v = v_0 - gt = 25 \text{ м/с} - 9.8 \text{ м/с}^2 \cdot 2 \text{ с} = 25 - 19.6 = 5.4 \text{ м/с}\)

4. **Высота через 2 секунды:**
(h = v_0t - \(\frac{1}{2}\)gt^2 = 25 \(\text{ м/с}\) \(\cdot\) 2 \(\text{ с}\) - \(\frac{1}{2}\) \(\cdot\) 9.8 \(\text{ м/с}\)^2 \(\cdot\) \(2 \text{ с}\)^2 = 50 - 19.6 = 30.4 \(\text{ м}\))

5. **Кинетическая энергия через 2 секунды:**
(E_k = \(\frac{1}{2}\)mv^2 = \(\frac{1}{2}\) \(\cdot\) 0.05 \(\text{ кг}\) \(\cdot\) \(5.4 \text{ м/с}\)^2 = 0.025 \(\cdot\) 29.16 = 0.729 \(\text{ Дж}\))

6. **Потенциальная энергия через 2 секунды:**
\(E_p = mgh = 0.05 \text{ кг} \cdot 9.8 \text{ м/с}^2 \cdot 30.4 \text{ м} = 14.896 \text{ Дж}\)

**Ответ:** Кинетическая энергия стрелы через 2 секунды равна 0.729 Дж, потенциальная энергия равна 14.896 Дж.

Похожие