Какая начальная скорость мяча, если он брошен вертикально вниз с высоты 3 м и поднимается вертикально вверх на высоту 5 м? Пожалуйста, распишите ответ.
Ответ:
Первый закон сохранения энергии гласит, что сумма потенциальной и кинетической энергий системы остается постоянной.
В данной задаче, система является закрытой, поэтому потенциальная и кинетическая энергии мяча в начальный и конечный моменты должны быть одинаковы.
На начальной высоте, энергия мяча состоит только из его потенциальной энергии: E = m * g * h1
В конечный момент, когда мяч поднимается вертикально вверх на высоту 5 м, его потенциальная энергия равна m * g * h2, а его кинетическая энергия равна 0.
Таким образом, уравнение сохранения энергии можно записать следующим образом:
m * g * h1 = m * g * h2 + 0
m * g * h1 = m * g * h2
g * h1 = g * h2
Отсюда следует, что h1 = h2. Если мяч поднялся на такую же высоту, на которой он был брошен вниз, значит его начальная и конечная высоты равны.
Это означает, что начальная скорость мяча равна 0, так как когда мяч поднимается на такую же высоту, какая была на начале, его скорость должна быть равна 0.
Окончательный ответ: начальная скорость мяча равна 0 м/с.