Question

Книга, упавшая со стола на пол , обладала в момент касания пола кинетической энергией 2,4 Дж. Чему равна масса книги, высота стола 1,2 м? Сопротивлением  воздуха пренебречь

Answer 1

Закон сохранения энергии:
Потенциальная энергия книги на высоте стола полностью перешла в кинетическую в момент падения. Запишем это:

Поскольку в условии есть  численное значение кинетической энергии в момент падения, приравняем это выражение к 2,4 Дж.

Отсюда,

Это ответ в общем виде. Произведем расчеты:

Ответ: 200 г.

Answer 2

Первым шагом нам нужно найти потенциальную энергию книги, когда она находится на столе. Для этого мы будем использовать формулу:

Ep = mgh

где Ep - потенциальная энергия, m - масса книги, g - ускорение свободного падения (около 9,81 м/с^2), h - высота стола.

Заменяя значения, получаем:

Ep = m * 9,81 * 1,2 = 11,77m

Теперь мы знаем, что книга имела 11,77m Дж потенциальной энергии, когда находилась на столе.

Когда книга упала на пол, эта энергия превратилась в кинетическую энергию:

Ek = 2,4 Дж

Мы также знаем, что кинетическая энергия выражается через массу и скорость объекта:

Ek = (1/2)mv^2

где m - масса книги, v - скорость книги в момент удара о пол.

Используя эту формулу и зная, что книга падала с высоты 1,2 м, мы можем найти ее скорость в момент удара:

v^2 = 2gh
v^2 = 2 * 9,81 * 1,2
v^2 = 23,5884
v ≈ 4,857 м/с

Теперь мы можем найти массу книги:

Ek = (1/2)mv^2
2,4 = (1/2) * m * (4,857)^2
m ≈ 0,105 кг

Таким образом, масса книги, упавшей со стола на пол и имевшей при этом кинетическую энергию 2,4 Дж, составляет около 0,105 кг.