Question

3. Груз массой 300 г свободно падает с некоторой высоты. Начальная потенциальная энергия груза равна 60 Дж. Примите, что сопротивлением воздуха можно пренебречь. а) С какой высоты падал груз? б) Чему равна кинетическая энергия груза в момент удара о землю? в) Чему равна скорость тела в момент удара о землю?

Answer 1

Ответ:

Епот= mgh,

а) h= 60/(0.3*10)= 20м

б) по закону сохранения Екин=Епот=60 Дж

в) Eкин=mv²/2, v=√(2*60/0.3)=20 м/с

Answer 2

Давайте решим эту задачу.

а) Начальная потенциальная энергия (ПЭ) груза можно выразить через его массу (m), высоту (h) и ускорение свободного падения (g) следующим образом:

ПЭ = m * g * h

где: ПЭ = 60 Дж (джоулей) m = 300 г (масса груза в килограммах, 1 кг = 1000 г) g = ускорение свободного падения = 9,81 м/с² (приближенное значение на поверхности Земли)

Теперь мы можем решить уравнение для h:

60 Дж = (0,3 кг) * (9,81 м/с²) * h

Теперь давайте найдем h:

h = 60 Дж / ((0,3 кг) * (9,81 м/с²)) ≈ 20,41 метра

Ответ: Груз падал с высоты около 20,41 метра.

б) Кинетическая энергия (КЭ) груза в момент удара о землю можно найти, используя закон сохранения энергии:

ПЭ + КЭ = const

В начальный момент времени ПЭ = 60 Дж, и груз не имеет кинетической энергии, так как он только начал падать. Таким образом, в момент удара о землю:

КЭ = 60 Дж

Ответ: Кинетическая энергия груза в момент удара о землю равна 60 Дж.

в) Чтобы найти скорость груза в момент удара о землю, можно воспользоваться следующим уравнением для кинетической энергии:

КЭ = (1/2) * m * v²

где: КЭ = 60 Дж m = 0,3 кг v = скорость груза в момент удара

Теперь мы можем решить уравнение для v:

60 Дж = (1/2) * (0,3 кг) * v²

Умножим обе стороны на 2 и разделим на массу груза:

v² = (2 * 60 Дж) / (0,3 кг) v² = 120 Дж / 0,3 кг v² = 400 м²/с²

Теперь найдем скорость, извлекая квадратный корень:

v = √(400 м²/с²) v = 20 м/с

Ответ: Скорость груза в момент удара о землю составляет 20 м/с.