Question

Шарик массой m1 = 10г находится на высоте h1 = 20м от поверхности земли. На какой высоте h2 следует расположить шар массой m2 = 5кг, чтобы он обладал такой же потенциальной энергией? Ускорение свободного падения считать равным g = 10 Н/кг. Ответ выразить в см, округлив до целых. Спасибо.

Answer 1

Ответ:

E = m1 * g * h1 = m2 * g * h2

h2 = m1 * h1 / m2 = 4 см

Answer 2

Для определения высоты h2, на которой следует расположить шар массой m2, чтобы он обладал такой же потенциальной энергией, как шар массой m1, вы можете воспользоваться следующей формулой для потенциальной энергии:

$E_p = mgh$

где:

• Ep - потенциальная энергия
• m - масса объекта
• g - ускорение свободного падения (в данном случае 10 Н/кг)
• h - высота

Для первого шара (m1 = 10 г = 0.01 кг, h1 = 20 м) потенциальная энергия будет:

$E_{p1} = m_1gh_1 = 0.01 \, кг \cdot 10 \, Н/кг \cdot 20 \, м = 2 \, Дж$

Теперь мы хотим, чтобы второй шар (m2 = 5 кг) имел такую же потенциальную энергию, то есть:

$E_{p2} = 2 \, Дж$

Теперь мы можем использовать эту потенциальную энергию для второго шара и выразить h2:

$E_{p2} = m_2gh_2$

Теперь решим уравнение для h2:

$2 \, Дж = 5 \, кг \cdot 10 \, Н/кг \cdot h_2$

$h_2 = \frac{2 \, Дж}{5 \, кг \cdot 10 \, Н/кг} = 0.04 \, м = 4 \, см$

Ответ: Шар массой 5 кг должен быть размещен на высоте h2 = 4 см от поверхности земли, чтобы иметь такую же потенциальную энергию, как у шара массой 10 г на высоте 20 м.