Мяч массой 1 кг, подброшенный вертикально вверх от поверхности Земли, достиг максимальной высоты 10 м. Определите, какую по модулю скорость он имел на высоте 5 м. Сопротивлением воздуха пренебречь. ответ в м/с.

Дано:

h max = 10 м

m = 1 кг

h₁ = 5 м

g = 10 м/с² - ускорение свободного падения

Найти:

v₁ - скорость мяча на высоте h₁

Начальная скорость мяча

v₀ = √(2gh max) = √(2 · 10 · 10) = 10√2 (м/с)

Высота мяча в произвольный момент времени

h = v₀t - 0,5gt²

Найдём момент времени, когда мяч достигнет высоты h₁

h₁ = v₀t₁ - 0,5gt₁²

5 = t₁ · 10√2 - 0.5 · 10 · t₁²

5t₁² - t₁ · 10√2 + 5 = 0

t₁² - t₁ · 2√2 + 1 = 0

D = 8 - 4 = 4 = 2²

t₁₁ = 0.5(2√2 - 2) = √2 - 1 ≈ 0.41 (c) - при движении вверх

t₁₂ = 0.5 (2√2 + 2) = √2 + 1 ≈ 2.41 (c) - при падении

Можно брать любой из этих моментов времени, результат будет одинаковый, только с разными знаками

Скорость мяча на высоте h₁ равна

v₁ = v₀ - gt₁₁

v₁ = 10√2 - 10(√2 - 1) = 10 (м/с)

На высоте 5м мяч имел скорость 10 м/с