Question

на сколько и как изменилась кинетическая энергия свободно падающего тела массой 30г, если его потенциальная энергия уменьшилась на 10Дж? Какй путь был пройден данным телом??

Answer 1

По закону сохранения энергии при отсутствии потерь уменьшение потенциальной энергии равно увеличению кинетической.

Т.е. кинетическая увеличилась на 10 Дж.

Изменение потенциальной энергии:
ΔE=E1-E2=mgh1-mgh2=mgΔh
Δh=ΔE/(mg)= 10/(0,03*10) =100/3= 33 1/3 (м)

Answer 2

Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии, который гласит, что сумма кинетической и потенциальной энергии тела остается постоянной, если на него не действуют внешние силы.

Изменение потенциальной энергии тела равно работе силы тяжести при перемещении тела на определенную высоту. Если потенциальная энергия уменьшилась на 10 Дж, то работа силы тяжести составляет 10 Дж.

Пусть начальная высота тела была h1, а конечная высота – h2. Тогда работа силы тяжести будет равна mg(h1-h2), где m – масса тела, g – ускорение свободного падения, равное примерно 9,8 м/с^2.

Подставляя известные значения, получаем:

10 = 0.039.8(h1 - h2)

Отсюда находим разность высот:

h1 - h2 = 10 / (0.03*9.8) ≈ 34 м

Таким образом, тело пройдет путь, равный 34 м.

Изменение кинетической энергии тела определяется как разность между начальной и конечной кинетической энергией:

ΔE = Eк2 - Eк1

Начальная кинетическая энергия тела равна нулю, так как тело покоится перед началом движения. Поэтому изменение кинетической энергии равно конечной кинетической энергии:

ΔE = Eк2 = (mv^2)/2,

где v – скорость тела на конечной высоте. Скорость тела на данной высоте может быть найдена из закона сохранения энергии:

Eп1 + Eк1 = Eп2 + Eк2

0 + 0 = mgh2 + (mv^2)/2

v^2 = 2gh2

v = √(2gh2) = √(29.834) ≈ 23 м/с

Таким образом, изменение кинетической энергии тела равно:

ΔE = Eк2 = (0.03*23^2)/2 ≈ 7.4 Дж