Question

ПЛИЗ СРОЧНО Задание 9 (15 баллов). Два бруска одинакового объема, алюминиевый и деревянный (дуб сухой), падают с одинаковой высоты из состояния покоя. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Сравните кинетические энергии и скорости брусков в момент удара о землю. Ответ поясните.

Answer 1

Ответ:

Для сравнения поделим кинетическую энергию бруска алюминия на энергию бруска сухого дуба

Ек(алюм)/Ек(сухого дуба)

Объемы одинаковые:

V1=V2=V

Скорости будем считать одинаковыми так как падают из состояния покоя v=gt

И тот фактор что сопротивление воздуха мало, пренебрегли им.

Тела одинаковой формы и размеров, но разной массы будут иметь одинаковые скорости. А так все зависит от силы сопротивления которая пропорциональна квадрату скорости, площади предмета, плотности среды. В нашем случае пренебрегли силой сопротивления.

Ек бруска алюминия= (mv^2)/2=(pVv^2)/2=(2712Vv^2)/2

p-плотность алюминия 2,712кг/м^3

Ек бруска сухого дуба =(mv^2)/2=(pVv^2)/2

p-плотность дуба при 15% влажности( сухой) =700кг/м^3

Делим то что получилось Ek(ал)/Ек (дуба):

((2712Vv^2)/2)*(2/700Vv^2)=

=2712/700=3,87

Получается что Ек бруска алюминия больше Ек бруска сухого дуба такого же объема в 3,87 раза.  Итог: получается что большей кинетической энергией обладает в случае падения из состояния покоя двух тел одинаковых объемов то тело, у которого плотность р больше.

Answer 2

Для сравнения кинетической энергии и скорости двух брусков (алюминиевого и деревянного) при падении из одинаковой высоты, мы можем использовать законы сохранения энергии. Поскольку сопротивление воздуха пренебрежимо мало, вся потенциальная энергия брусков будет преобразована в их кинетическую энергию, и она будет одинаковой для обоих брусков.

Закон сохранения механической энергии гласит:

Потенциальная энергия (PE) = Кинетическая энергия (KE)

Масса (m) бруска не влияет на этот закон, поскольку она входит и в потенциальную, и в кинетическую энергию.

Поскольку оба бруска имеют одинаковый объем, мы можем сказать, что их массы равны, а следовательно, потенциальная энергия равна для обоих брусков.

Теперь давайте сравним их скорости. Кинетическая энергия (KE) связана со скоростью (v) следующим образом:

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

Поскольку потенциальная энергия одинакова для обоих брусков, мы можем записать:

(1/2) * m_aluminum * v_aluminum^2 = (1/2) * m_wood * v_wood^2

m_aluminum * v_aluminum^2 = m_wood * v_wood^2

Так как массы брусков равны (m_aluminum = m_wood), то:

v_aluminum^2 = v_wood^2

Теперь извлекая квадратный корень с обеих сторон:

v_aluminum = v_wood

Это означает, что скорости брусков (алюминиевого и деревянного) в момент удара о землю будут одинаковыми. Таким образом, кинетические энергии и скорости брусков будут одинаковыми.