Камень брошен с вышины 2 м под некоторым углом к горизонту

Определение кинетической энергии

По закону сохранения энергии, в момент удара камня об землю вся возможная энергия, которую он получил в момент полета и вся кинетическая энергия, которая была ему передана во время полета с ускорением равным 6 м/с^2 суммируется.

В буквенной форме получим:

Е = Ек + Еп,

Где:

• Е кинетическая энергия камня в момент удара об землю;
• Ек кинетическая энергия камня, которая была им получена в момент ускорения;
• Еп потенциальная энергия камня полученная во время полета.

Потенциальную энергию падения камня можно записать последующим образом:

Еп = m * g * h, 

Где:

• m масса камня (поскольку она не указана мы ей брезгаем);
• g постоянная гравитации (9,8 м/с^2);
• h высота падения (по условию задачи 2 м).

Составление формулы для решения

Распишем кинетическую энергию согласно закону, который говорит, что кинетическая энергия одинакова творению массы объекта на квадрат ускорения разбитого на 2.

Получим:

(m * V1^2)/2 = (m * V0^2)/2 + m * g * h.

V0 в данном случае является исходным ускорением во время броска.

Уменьшаем значение массы камня.

В таком случае получим:

V1^2 / 2 = V0^2 / 2 + g * h.

Выразим V1 через квадратный корень.

V1 = (V0^2 + 2 * g * h) выражение в скобках под корнем.

V1^2 = (36 + 2 * 9,8 * 2) = 75,2.

V1 = 8,67 м/с.

Ответ:

В момент падения камня об землю его скорость составила 8,67 м/с.

Eк1 + Eп1 = Eк2 + Eп2, Eк1 и Eп1 энергия при броске; Eк2 и Eп2 энергия в момент падения.

При падении на землю h = 0 м и Eп2 = 0.

Eк1 + Eп1 = Eк2.

Eк1 = m * V0 / 2, m масса тела, V0 исходная скорость камня ( V = 6 м/с ).

Eп1 = m * g * h, g ускорение свободного падения ( g = 10 м/с ), h вышина, с которой брошен камень ( h = 2 м ).

Eк2 = m * V / 2, V0 скорость в момент падения.

m * V0 / 2 + m * g * h = m * V / 2.

V0 / 2 + g * h = V / 2.

V = sqrt ( V0 + 2g * h ) = 8,72 м/с.