Question

4. Камень массой 5 кг падает с утеса высотой 100м. Определите кинетическую и потенциальную энергию тела на высоте 20м от земли​

Answer 1

Відповідь:

кінетична енергія тіла на висоті 20 м від землі становить приблизно 970 Дж, а потенціальна енергія - 980 Дж

Пояснення:

Для розрахунку кінетичної та потенціальної енергії тіла на висоті 20 м від землі, спочатку використаємо формулу потенціальної енергії:

Потенціальна енергія (ПЕ) = маса тіла (м) × прискорення вільного падіння (g) × висота (h)

Де маса тіла (м) = 5 кг (задано у завданні), прискорення вільного падіння (g) на Землі зазвичай приймається як 9,8 м/с^2, і висота (h) = 20 м (задано у завданні).

Потенціальна енергія (ПЕ) = 5 кг × 9,8 м/с^2 × 20 м = 980 Дж

Тепер розрахуємо кінетичну енергію (КЕ) тіла на цій висоті, використовуючи формулу:

Кінетична енергія (КЕ) = 0,5 × маса тіла (м) × швидкість (v)^2

Для розрахунку швидкості (v) тіла на висоті 20 м від землі, можемо використати рівняння руху вільного падіння:

h = 0,5 × g × t^2

Де h - висота падіння, g - прискорення вільного падіння, t - час падіння. Підставляємо відомі значення:

20 = 0,5 × 9,8 × t^2

t^2 = 20 / (0,5 × 9,8) = 4,08

t ≈ √4,08 = 2,02 с

Тепер, знаючи час падіння, можемо розрахувати швидкість (v) тіла на висоті 20 м від землі, використовуючи рівняння руху:

v = g × t = 9,8 м/с^2 × 2,02 с ≈ 19,8 м/с

Таким чином, кінетична енергія (КЕ) тіла на висоті 20 м від землі становить:

Кінетична енергія (КЕ) = 0,5 × 5 кг × (19,8 м/с)^2 ≈ 970 Дж

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобятся формулы для кинетической и потенциальной энергии.

Кинетическая энергия (КЭ) вычисляется по формуле: КЭ = (1/2) * масса * скорость^2

Потенциальная энергия (ПЭ) на определенной высоте вычисляется по формуле: ПЭ = масса * ускорение свободного падения * высота

В данном случае у нас есть масса камня (5 кг) и высота утеса (100 м). Мы хотим найти кинетическую и потенциальную энергию на высоте 20 м от земли.

1. Потенциальная энергия на высоте 20 м от земли: ПЭ = масса * ускорение свободного падения * высота = 5 кг * 9.8 м/с^2 * 20 м = 980 Дж

2. Чтобы найти кинетическую энергию на высоте 20 м, нам нужно знать скорость камня в этот момент. Однако, нам не дана информация о скорости. Мы можем предположить, что скорость камня на высоте 20 м будет такой же, как и его скорость при падении с утеса на землю.

Для нахождения скорости камня при падении с утеса на землю можно использовать формулу энергии: КЭ + ПЭ = масса * ускорение свободного падения * высота

КЭ + ПЭ = масса * ускорение свободного падения * высота + масса * ускорение свободного падения * 0

Так как камень начинает свое движение с покоя на утесе, то его начальная скорость равна нулю. Также его скорость будет равна нулю на высоте 20 м, так как он находится в моменте подъема и собирается опускаться.

Следовательно, кинетическая энергия на высоте 20 м от земли будет равна нулю.

КЭ = 0

Таким образом, кинетическая энергия на высоте 20 м от земли равна 0, а потенциальная энергия составляет 980 Дж.