Question

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

Answer 1

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