ID: 00016271
Шарик массой m=200 г бросили вертикально вверх со скоростью v=6 м/с, и он поднялся на максимальную высоту h=1{,}5 м. Определите потерю полной механической энергии шарика за счёт сопротивления воздуха. Ответ дайте в джоулях. Ускорение свободного падения примите равным g=10 м/с².
Источник: ФИПИ
Если бы воздух не мешал, вся кинетическая энергия броска целиком перешла бы в потенциальную, и шарик взлетел бы выше. Но часть энергии «съело» сопротивление воздуха. Потеря энергии — это просто разница между тем, что было у шарика внизу, и тем, что осталось у него наверху.
Внизу шарик имеет только кинетическую энергию E_1=\dfrac{mv^2}{2} (за нуль высоты берём точку броска). В верхней точке он на мгновение останавливается, скорость нулевая, поэтому остаётся только потенциальная энергия E_2=mgh. Потеря на сопротивление: \Delta E=E_1-E_2=\dfrac{mv^2}{2}-mgh.
E_1=\dfrac{0{,}2\cdot 6^2}{2}=\dfrac{0{,}2\cdot 36}{2}=3{,}6 Дж.
E_2=0{,}2\cdot 10\cdot 1{,}5=3{,}0 Дж.
\Delta E=3{,}6-3{,}0=0{,}6 Дж.
Ответ: 0,6 Дж.