Question

Хлопчик на санчатах з'їжджає з горки висотою 5 м,маса хлопчика з санчатами 40 кг.Дайте відповіді на запитання: 1) Якою енергією володіють санчата на висоті? Знайдіть її значення2) Які перетворення енергії відбуваються під час руху санчата 3) Якою енергією будуть володіти санчата при з'їзді з горки (внизу при з'їздi)? Знайдіть її значення 4) Знайдіть швидкість санчат в кінці спуску.​

Answer 1

Ответ:

1. Енергія, якою володіють санчата на висоті, називається потенційною енергією і визначається формулою E = mgh, де m - маса санчат, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м / с²), h - висота. Оскільки висота не вказана, то значення потенційної енергії не може бути визначено.

2. Під час руху санчата відбувається перетворення потенційної енергії в кінетичну енергію. Також можуть відбуватися інші перетворення енергії, наприклад, втрати енергії на тертя між санчатами і поверхнею, теплові втрати тощо.

3. При з'їзді з горки потенційна енергія перетворюється в кінетичну. За законом збереження енергії сума потенційної та кінетичної енергії залишається сталою. Тому, якщо санчата знаходилися на висоті і мали потенційну енергію, то під час з'їзду вниз вони будуть мати кінетичну енергію. Знову ж таки, значення кінетичної енергії залежить від висоти, на якій розташовані санчата і від швидкості з'їзду. Оскільки висота не вказана, то знайдення кінетичної енергії також неможливе.

4. Знайдення швидкості санчат в кінці спуску може бути здійснене з використанням законів збереження енергії та руху. Механічна енергія на початку руху (на висоті) повинна бути рівною механічній енергії в кінці руху (внизу) згідно з законом збереження енергії. Тобто,

механічна енергія на початку руху = механічна енергія в кінці руху

або 

мгh = 1/2mv²,

де m - маса санчат, v - швидкість в кінці спуску, g - прискорення вільного падіння, h - висота.

З цієї формули можна вивести вираз для швидкості:

v = (2gh)^(1/2)

Якщо висота рівна 100 м, то швидкість санчат в кінці спуску буде:

v = (2 × 9,8 м / с² × 100 м)^(1/2) ≈ 44,3 м / с

Объяснение:

Answer 2

1. Для знаходження енергії санчат на висоті можемо скористатися простою формулою потенційної енергії: Потенційна енергія = маса х висота х прискорення вільного падіння У даному випадку: Маса хлопчика з санчатами = 40 кг Висота = 5 м Прискорення вільного падіння на Землі приблизно дорівнює 9.8 м/с².

   Підставляючи значення до формули: Потенційна енергія = 40 кг х 5 м х 9.8 м/с² = 1960 Дж (джоулів)

   Тому санчата на висоті володіють потенційною енергією 1960 Дж.

2. Під час руху санчата відбуваються наступні перетворення енергії:

   • Потенційна енергія на висоті перетворюється на кінетичну енергію руху санчат.
   • Частина енергії витрачається на подолання опору повітря та тертя на поверхні, тому частина кінетичної енергії перетворюється на інші види енергії, такі як тепло та звук.

3. Щоб знайти кінетичну енергію санчат у нижній точці спуску, можемо скористатися формулою: Кінетична енергія = (1/2) х маса х швидкість² Маса хлопчика з санчатами = 40 кг

   Зауважте, що в нижній точці спуску потенційна енергія стає нулем, тому вся потенційна енергія перетворюється на кінетичну.

   Підставляємо значення: 1960 Дж = (1/2) х 40 кг х швидкість² 3920 = 20 х швидкість² швидкість² = 3920 / 20 швидкість² = 196 швидкість ≈ √196