Из ружья вертикально вверх вылетает пуля с начальной скоростью 300 м/с. Определить кинетическую и потенциальную энергию пули через 1,5 с. Масса пули 10 грамм. Сопротивлением воздуха пренебречь.
от

1 Ответ

дано:
- начальная скорость пули V0 = 300 м/с.
- масса пули m = 10 г = 0.01 кг (в СИ).
- время t = 1.5 с.
- ускорение свободного падения g ≈ 9.81 м/с².

найти:
кинетическую энергию KE и потенциальную энергию PE пули через 1.5 с.

решение:
1) Для начала определим высоту h, на которую поднимется пуля через 1.5 с. Используем формулу движения с постоянным ускорением:

h = V0 * t - (1/2) * g * t².

2) Подставляем известные значения:

h = 300 * 1.5 - (1/2) * 9.81 * (1.5)².

3) Выполним расчет:

h = 450 - (1/2) * 9.81 * 2.25
h = 450 - (0.5 * 9.81 * 2.25)
h = 450 - 11.03625
h ≈ 438.96 м.

4) Теперь находим кинетическую энергию KE через 1.5 с. Кинетическая энергия рассчитывается по формуле:

KE = (1/2) * m * V²,

где V - скорость пули через 1.5 с. Скорость пули можно найти по формуле:

V = V0 - g * t.

5) Находим V:

V = 300 - 9.81 * 1.5,
V = 300 - 14.715,
V ≈ 285.285 м/с.

6) Теперь подставляем это значение в формулу для KE:

KE = (1/2) * 0.01 * (285.285)².

7) Выполним расчет:

KE = 0.005 * 81310.07 ≈ 406.55 Дж.

8) Теперь найдем потенциальную энергию PE на высоте h:

PE = m * g * h.

9) Подставляем значения:

PE = 0.01 * 9.81 * 438.96.

10) Выполним расчет:

PE = 0.01 * 9.81 * 438.96 ≈ 43.14 Дж.

ответ:
Кинетическая энергия пули через 1.5 с составляет примерно 406.6 Дж, а потенциальная энергия составляет примерно 43.1 Дж.
от