17. Kamień o masie 0,5kg wyrzucono pionowo do góry nadając mu prędkość 8m/s. Przyjmując, że nie działają siły oporu ruchu, oblicz:
a. Maksymalną wysokość na jaką może wznieść się ten kamień
b. Wartość jego energii potencjalnej i kinetycznej na wysokości 2m nad ziemią.​


Odpowiedź :

m=0,5 kg

v₁=8 m/s

h = ?

Podrzucony kamień porusza się ruchem jednostajnie opóźnionym, w którym a = -g.

[tex]S=h=v_1t-\frac{at^2}{2}[/tex]

Z zasady zachowania energii - energia mechaniczna ciała jest stała w każdym momencie jego ruchu do góry (i podczas spadania).

[tex]E_m_1=E_m_2\\ \\E_p_1+E_k_1=E_p_2+E_k_2\\ \\\\mgh_1+\frac{mv^2_1}{2}=mgh_2+\frac{mv^2_2}{2}[/tex]

h₁=0 m

h₂=h= ?

v₁=8 m/s

v₂=0 m/s

a.

[tex]\frac{mv^2_1}{2}=mgh_2\\ \\h_2=\frac{mv_1^2}{2mg}=\frac{v_1^2}{2g}=\frac{(8 \ [\frac{m}{s}])^2}{2*10 \ [\frac{m}{s^2}]}=3,2 \ m[/tex]

b.

[tex]E_m=E_k_1=E_p_2=mgh_2=0,5 \ [kg]*10 \ [\frac{m}{s^2}]*3,2 \ [m]=16 \ J[/tex]

h₃=2 m

Ep, Ek = ?

[tex]E_m=16 \ J\\ \\E_p_3=mgh_3=0,5 \ [kg]*10 \ [\frac{m}{s^2}]*2 \ [m]=10 \ J\\ \\E_k_3=E_m-E_p_3=16 \ [J]-10 \ [J]=6 \ J[/tex]