Question

ДАЮ 40 БАЛЛОВ
Маленькую крижинку занурили у воду на глибину 1 метр. На яку висоту над поверхнею води крижинка «підстрибнула» б після спливання, якби не було сил опору води й повітря?

Answer 1

Відповідь:

Ми можемо втратити цю задачу, використовуючи закон збереження енергії. Початкова енергія крижинки, коли вона занурена у воду, дорівнює загальної енергії, яку вона виробляє, коли вона «підстрибне» над поверхнею води. Ми можемо записати цей закон у такому вигляді:

mgh = (1/2)mv^2

де m - маса крижинки, g - прискорення вільного падіння, h - висота, на яку підстрибнула б крижинка, якби не було сильної опори води й повітря, v - швидкість крижинки, коли вона виходить з води.

Початкова енергія крижинки дорівнює її початковій енергії, коли вона знаходиться на глибині 1 метр. Тому ми можемо записати:

mgh = (1/2)mv^2

де m = 1 г (маса маленької крижинки), g = 9,8 м/с^2 (приблизне значення прискорення вільного падіння на поверхні Землі), h = 1 м.

Після спливання з води крижинка має нульову початкову швидкість, тому ми можемо спростити рівень:

mgh = (1/2)mv^2

1 г * 9,8 м/с^2 * 1 м = (1/2) * 1 г * v^2

4,9 м^2/с^2 = v^2

v = sqrt(4,9 м^2/с^2) = 2,21 м/с

Тепер ми можемо використати велику енергію, щоб застосувати висоту, на яку крижинку «підстрибнула» б, якби не було сильної опори води й повітря:

mgh = (1/2)mv^2

1 г * 9,8 м/с^2 * h = (1/2) * 1 г * (2,21 м/с)^2

h = (1/2) * (2,21 м/с)^2 / 9,8 м/с^2

h = 0,25 метра

Отже, крижинка «підстрибнула» б на висоту

Пояснення: