Question

Тело массой 1, 5 кг падает с высоты 10 м, g=10 Н/кг. a) Определите потенциальную энергию тела в момент падения. b) Запишите формулу закона сохранения механической энергии. c) Определите кинетическую энергию тела в нижней точке траектории движения. d) Определите скорость тела в момент падения.

Answer 1

Ответ:

Потенциальная энергия E=mgh

E=1,5•10•10=150 Дж

Eкинетическая=Епотенциальная

Eкин=150дж

Answer 2

a) Потенциальная энергия (ПЭ) тела в момент падения может быть определена по формуле:

ПЭ = m * g * h,

где: m = масса тела (1,5 кг), g = ускорение свободного падения (10 Н/кг), h = высота (10 м).

Подставляя известные значения:

ПЭ = 1,5 кг * 10 Н/кг * 10 м = 150 Дж (джоуль).

b) Формула закона сохранения механической энергии:

Эк = ПЭ + КЭ + РЭ,

где: Эк = полная механическая энергия, ПЭ = потенциальная энергия, КЭ = кинетическая энергия, РЭ = работа внешних сил.

В данном случае, в отсутствие трения и других несохраняющих энергию сил, механическая энергия сохраняется, то есть Эк начальная = Эк конечная.

c) В нижней точке траектории, вся потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию. Так как в начальный момент кинетическая энергия равна нулю (тело начинает падать с покоя), то в нижней точке:

КЭ = ПЭ = 150 Дж.

d) Кинетическая энергия (КЭ) может быть выражена через массу тела и его скорость:

КЭ = 0.5 * m * v^2,

где: m = масса тела (1,5 кг), v = скорость тела.

Из пункта c мы знаем, что КЭ = 150 Дж, поэтому:

150 Дж = 0.5 * 1,5 кг * v^2.

Решая это уравнение относительно v:

v^2 = (2 * 150 Дж) / 1,5 кг = 200 м^2/с^2.

v = √200 м/с ≈ 14,14 м/с.

Таким образом, скорость тела в момент падения составляет примерно 14,14 м/с.