Question

Найдите потенциальную и кинетическую энэргии тела массой 4 кг, падающего с высоты 1000см, на расстоянии от земли 5м от поверхности земли

Answer 1

Найдём потенциальную энергию на расстоянии 2 метров от земли:
h1=10м (1000см)
h2=5м
m=4кг
Eп1 =gm(h1-h2) = 10Н/кг*4кг*(10м-5м) =200 Дж.
Найдем потенциальную энергию тела во время касания тела Земли и тела
Eп2 =gmh1 = 10Н/кг*4кг*10м = 400 Дж.
Кинетическая энергия во втором случае равна 0.
По закону сохранения энергии Eп1 +Ek1 = Eп2 + Ek2
Ek1= Eп2 - Eп1-Ek2 = 400 Дж - 200Дж - 0Дж = 200 Дж.
Ответ : Eп = 200 Дж, Ek = 200 Дж.

Answer 2

Для решения этой задачи нужно использовать законы сохранения энергии. Изначально, у тела есть потенциальная энергия, так как оно находится на высоте. При падении, эта потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию.

Потенциальная энергия тела на высоте 1000 см (10 м) от земли равна:

E_p = mgh E_p = 4 кг * 9.8 м/с^2 * 10 м E_p = 392 Дж

Здесь m - масса тела, g - ускорение свободного падения, h - высота над уровнем земли.

Кинетическая энергия тела на расстоянии 5 м от поверхности земли равна:

E_k = (1/2) * m * v^2

где v - скорость тела на высоте 5 м от земли. Чтобы найти скорость, можно использовать закон сохранения энергии:

E_p = E_k + E_m

где E_m - механическая энергия тела на высоте 5 м от земли. Поскольку на этой высоте тело находится в состоянии свободного падения, механическая энергия равна сумме потенциальной и кинетической энергии на этой высоте:

E_m = E_p + E_k = 392 Дж

Таким образом, закон сохранения энергии примет вид:

mgh = (1/2)mv^2 + mgh_0

где h_0 - высота, на которой находится тело (5 м).

Решив это уравнение, можно найти скорость тела на высоте 5 м от земли:

v = sqrt(2gh) v = sqrt(2*9.8 м/с^2 * (10 м - 5 м)) v = 9.9 м/с

Теперь можно найти кинетическую энергию тела на расстоянии 5 м от поверхности земли:

E_k = (1/2) * m * v^2 E_k = (1/2) * 4 кг * (9.9 м/с)^2 E_k = 196 Дж

Таким образом, потенциальная энергия тела на высоте 10 м равна 392 Дж, а кинетическая энергия тела на расстоянии 5 м от земли равна 196 Дж.