Niewielka rakieta o masie 5kg wyleciała pionowo w górę z początkową prędkością 50m/s. Oblicz wartość jej energii kinetycznej i potencjalnej po upływie 4s ruchu. Na jakiej wysokości była wtedy rakieta. Pomiń opory ruchu.
Obliczamy na jaką wysokość wzleciała rakieta. Jej ruch jest ruchem jednostajnie opóźnionym z daną prędkością początkową. Korzystając ze wzoru na drogę oraz przyjmując przyspieszenie ziemskie g=10, możemy obliczyć wysokość na jakiej rakieta znalazła się po 4 sekundach:
Energia potencjalna rakiety:
Aby obliczyć energię kinetyczną musimy wyliczyć prędkość rakiety po 4 sekundach lotu. Korzystamy ze wzoru na prędkość w ruchu jednostajnie opóźnionym:
Mając prędkość rakiety po 4 sekundach, możemy wyliczyć jej energię kinetyczną:
.
Odpowiedź: Po 4 sekundach lotu rakieta wzleciała na wysokość 120 metrów, jej energia potencjalna wynosi 6000J, a jej energia kinetyczna 250J.
DRUGI SPOSÓB WYLICZENIA ENERGII KINETYCZNEJ: Wiemy z zasady zachowania energii że suma energii w układzie zamkniętym pozostanie stała. Początkowa energia kinetyczna rakiety przekształci się częściowo w energię potencjalną, która jak wyliczyliśmy wynosi w 4 sekundzie 6000J.
Szukane:
Obliczamy na jaką wysokość wzleciała rakieta. Jej ruch jest ruchem jednostajnie opóźnionym z daną prędkością początkową. Korzystając ze wzoru na drogę oraz przyjmując przyspieszenie ziemskie g=10, możemy obliczyć wysokość na jakiej rakieta znalazła się po 4 sekundach:
Energia potencjalna rakiety:
Aby obliczyć energię kinetyczną musimy wyliczyć prędkość rakiety po 4 sekundach lotu. Korzystamy ze wzoru na prędkość w ruchu jednostajnie opóźnionym:
Mając prędkość rakiety po 4 sekundach, możemy wyliczyć jej energię kinetyczną:
.
Odpowiedź: Po 4 sekundach lotu rakieta wzleciała na wysokość 120 metrów, jej energia potencjalna wynosi 6000J, a jej energia kinetyczna 250J.
DRUGI SPOSÓB WYLICZENIA ENERGII KINETYCZNEJ:
Wiemy z zasady zachowania energii że suma energii w układzie zamkniętym pozostanie stała. Początkowa energia kinetyczna rakiety przekształci się częściowo w energię potencjalną, która jak wyliczyliśmy wynosi w 4 sekundzie 6000J.
Stąd możemy policzyć że .