Question

1)На высоте 2,5 м над землей на яблоне висит яблоко массой 150грамм. Какой вид энергии мы можем определить? 2)Какой потенциальной энергией будет обладать яблоко на высоте 1,3 м? Почему изменилось значение энергии? Куда делась часть энергии? 3)Найдем скорость полета яблока на высоте 1,3 м

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

h₁ = 2,5 м

h₂ = 1,3 м

m = 150 г = 0,150 кг

_______________

E - ?

1)

Можно определить потенциальную энергию:

Eп₁ = m·g·h₁ = 0,150·10·2,5 = 3,75 Дж

2)

На высоте h₂:

Eп₂= m·g·h₂ = 0,150·10·1,3 = 1,95 Дж/

Яблоко стало ближе к земле. Энергия перешла в кинетическую энергию.

3)

Eк = Eп₁ - Еп₂ = 3,75 - 1,95 = 1,8 Дж

Но:

Eк = m·V²/2

V = √ (2·Eк / m) = √ (2·1,8 / 0,150) ≈ 5 м/с

Answer 2

1. На высоте 2,5 м над землей яблоко обладает потенциальной энергией, связанной с его положением относительно земли. Эта энергия определяется формулой:

Потенциальная энергия (ПЭ) = масса * ускорение свободного падения * высота.

В данном случае: Масса яблока (m) = 150 г = 0,15 кг (переводим граммы в килограммы) Ускорение свободного падения (g) ≈ 9,81 м/с² (на поверхности Земли) Высота (h) = 2,5 м.

ПЭ = 0,15 кг * 9,81 м/с² * 2,5 м = 3,68 Дж (джоулей).

2. Если яблоко переместится на высоту 1,3 м, его потенциальная энергия изменится. Разница потенциальной энергии на двух разных высотах будет равна:

ΔПЭ = ПЭ2 - ПЭ1, где ПЭ2 - потенциальная энергия на высоте 1,3 м, ПЭ1 - потенциальная энергия на высоте 2,5 м.

ΔПЭ = масса * ускорение свободного падения * (высота2 - высота1).

В данном случае: Масса яблока (m) = 0,15 кг Ускорение свободного падения (g) = 9,81 м/с² Высота1 (h1) = 2,5 м Высота2 (h2) = 1,3 м.

ΔПЭ = 0,15 кг * 9,81 м/с² * (1,3 м - 2,5 м) = -0,181 Дж.

Отрицательное значение ΔПЭ означает, что потенциальная энергия уменьшилась. Энергия не исчезла, она превратилась в кинетическую энергию (движущейся массы). Часть энергии была потрачена на перемещение яблока вниз.

3. Чтобы найти скорость полета яблока на высоте 1,3 м, мы можем использовать закон сохранения механической энергии:

Начальная потенциальная энергия + Начальная кинетическая энергия = Конечная потенциальная энергия + Конечная кинетическая энергия.

На высоте 2,5 м у яблока начальная потенциальная энергия была 3,68 Дж (как рассчитано в первом пункте). Так как начальная кинетическая энергия на этой высоте равна нулю (так как яблоко начинает падать с покоя), закон сохранения механической энергии примет вид:

0 + 0 = Конечная потенциальная энергия + Конечная кинетическая энергия.

Конечная потенциальная энергия на высоте 1,3 м (h) можно рассчитать, используя ту же формулу:

ПЭ = масса * ускорение свободного падения * высота.

В данном случае: Масса яблока (m) = 0,15 кг Ускорение свободного падения (g) = 9,81 м/с² Высота (h) = 1,3 м.

ПЭ = 0,15 кг * 9,81 м/с² * 1,3 м = 1,919 Дж.

Так как начальная кинетическая энергия на высоте 2,5 м была нулевой, конечная кинетическая энергия на высоте 1,3 м равна разнице между начальной потенциальной энергией и конечной потенциальной энергией:

Конечная кинетическая энергия = Начальная потенциальная энергия - Конечная потенциальная энергия = 3,68 Дж - 1,919 Дж = 1,761 Дж.

Кинетическая энергия связана с движением и может быть выражена через массу (m) и скорость (v):

Кинетическая энергия (КЭ) = 0,5 * масса * скорость^2.

Следовательно, чтобы найти скорость полета яблока на высоте 1,3 м, мы можем решить уравнение:

1,761 Дж = 0,5 * 0,15 кг * скорость^2.

Решая уравнение относительно скорости (v), получаем:

скорость^2 = (1,761 Дж) / (0,5 * 0,15 кг), скорость^2 = 23,4 м²/с², скорость ≈ 4,83 м/с.

Таким образом, скорость полета яблока на высоте 1,3 м составляет примерно 4,83 м/с.