Для того чтобы определить кинетическую энергию тела массой 0.2 кг, брошенного вертикально вверх с начальной скоростью 30 м/с через 2 секунды после броска, давайте сначала разберемся с основными уравнениями движения и энергии.
- Определение скорости через 2 секунды:
Используем уравнение движения для скорости при равномерно замедленном движении (в данном случае замедление происходит за счет силы тяжести):
[ v = v_0 - g t ]
где:
- ( v ) — скорость через ( t ) секунд,
- ( v_0 ) — начальная скорость (30 м/с),
- ( g ) — ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с²),
- ( t ) — время (2 секунды).
Подставим значения:
[ v = 30 \, \text{м/с} - 9.8 \, \text{м/с}^2 \times 2 \, \text{с} ]
[ v = 30 \, \text{м/с} - 19.6 \, \text{м/с} ]
[ v = 10.4 \, \text{м/с} ]
- Вычисление кинетической энергии:
Кинетическая энергия (КЭ) тела определяется формулой:
[ \text{КЭ} = \frac{1}{2} m v^2 ]
где:
- ( m ) — масса тела (0.2 кг),
- ( v ) — скорость через 2 секунды (10.4 м/с).
Подставим значения:
[ \text{КЭ} = \frac{1}{2} \times 0.2 \, \text{кг} \times (10.4 \, \text{м/с})^2 ]
[ \text{КЭ} = 0.1 \times 108.16 ]
[ \text{КЭ} = 10.816 \, \text{Дж} ]
С учетом округления до ближайшего значения среди предложенных вариантов, это будет 10 Дж.
Ответ: 10.