Стрела вылетает из арбалета вертикально вверх со скоростью 60 м/с. На какую высоту поднимется стрела вдвое большей массы?

Ответ учителя по предмету Физика

Вариант 1: вторая стрела вылетает из арбалета с той же скоростью, что и первая.

Дано:

V = 60 м/с

m₂ = 2m₁

g ≈ 10 м/с²

Найти: h₂ — ?

Решение:

По закону сохранения энергии:

2m₁V²/2 = 2m₁gh₂

V²/2 = gh₂

h₂ = V²/2g

h₂ = (3600 м²/с²)/(2×10 м/с²) = 180 м

Вариант 2: энергия арбалета постоянна.

Дано:

V₁ = 60 м/с

m₂ = 2m₁

g ≈ 10 м/с²

Найти: h₂ — ?

Решение:

Т.к. энергия арбалета неизменна, то Ек₁ = Ек₂

m₁V₁²/2 = 2m₁V₂²/2

m₁V₁²/2 = m₁V₂²

V₂ = √(m₁V₁²/2m₁) = √(V₁²/2)

V₂ = √(3600 м²/с²/2) = √1800 ≈ 42,4 м/с

По закону сохранения энергии:

2m₁V₂²/2 = 2m₁gh₂

V₂²/2 = gh₂

h₂ = V₂²/2g

h₂ = (42,4 м/с)²/(2×10 м/с²) ≈ 90 м