На скільки відрізняються кінетичні енергії кульки, коли вона стріляється горизонтально і вертикально після того, як

Кінетична енергія об’єкта, який рухається, залежить від його маси та швидкості. Формула для обчислення кінетичної енергії виглядає так:

K.E. = (1/2) * m * v^2

де K.E. — кінетична енергія, m — маса об’єкта, а v — його швидкість.

В даній задачі маса кульки дорівнює 20 г (або 0,02 кг).

Щоб порівняти кінетичні енергії кульки при горизонтальному і вертикальному русі, нам потрібно знайти їх швидкості у відповідних напрямках.

При горизонтальному русі швидкість кульки буде залежати від стиснення пружини дитячого пістолета. Для цього нам потрібно знайти потенціальну енергію пружини, яка перетворюється в кінетичну енергію кульки під час пострілу.

Потенціальна енергія пружини:

P.E. = (1/2) * k * x^2

де P.E. — потенціальна енергія, k — коефіцієнт пружності пружини, а x — стиснення пружини (у нашому випадку, 5 см або 0,05 м).

Кінетична енергія кульки при горизонтальному русі буде рівна потенціальній енергії пружини, оскільки вся потенціальна енергія перетворюється на кінетичну:

K.E. (горизонтальна) = P.E. = (1/2) * k * x^2

Тепер ми можемо порівняти це значення з кінетичною енергією кульки при вертикальному русі. У вертикальному напрямку кулька буде впасти під дією гравітації, і ми можемо використовувати формулу для потенціальної енергії в полі ваги:

P.E. = m * g * h

де P.E. — потенціальна енергія, m — маса кульки, g — прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с^2 на поверхні Землі), а h — висота падіння.

В даному випадку висота падіння h буде рівна стисненню пружини, тобто 0,05 метра.

Отже, кінетична енергія кульки при вертикальному русі дорівнює:

K.E. (вертикальна) = m * g * h = 0,02 кг * 9,8 м/с^2 * 0,05 м = 0,0098 Дж

Тепер ми можемо порівняти ці два значення кінетичної енергії для горизонтального і вертикального руху і знайти їхню різницю:

Різниця = K.E. (горизонтальна) — K.E. (вертикальна) = [(1/2) * k * x^2] — 0,0098 Дж

Знаючи значення коефіцієнта пружності пружини k (яке може бути дано в умові задачі) та стиснення пружини x, ви можете обчислити цю різницю в кінетичних енергіях.