Question

Камень падает с высоты 20 м. На какой высоте он будет иметь наибольшую механическую энергию? Сопротивлением воздуха можно пренебречь a. У поверхности земли. b. Когда кинетическая энергия камня будет равна потенциальной. c. Механическая энергия будет везде одинаковой. d. На высоте

Answer 1

Ответ:

c. Механическая энергия будет везде одинаковой.

Объяснение:

При движении камня вниз его потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая — увеличивается.

Когда камень летит вниз, высота, на которой он находится, уменьшается, а значит, уменьшается его потенциальная энергия. Скорость движения камня увеличивается (равноускоренное прямолинейное движение вниз), соответственно, увеличивается его кинетическая энергия. При отсутствии силы сопротивления воздуха потенциальная энергия камня уменьшается на столько, на сколько увеличивается его кинетическая энергия. Таким образом, полная механическая энергия системы камень—Земля не изменится.

Теоретические и экспериментальные исследования позволили сформулировать закон сохранения и превращения механической энергии:

В системе тел, взаимодействующих друг с другом только силами упругости и силами тяжести, полная механическая энергия не изменяется:

$E_{k0} + E_{p0} = E_{k} + E_{p}$ или $E = \text{const}$

где $E_{k0} + E_{p0}$ — полная механическая энергия системы тел в начале наблюдения; $E_{k} + E_{p}$ — полная механическая энергия системы тел в конце наблюдения.

Answer 2

Наибольшая механическая энергия у камня будет на высоте, когда его кинетическая энергия (KE) будет равна потенциальной энергии (PE) внутри его системы.

Кинетическая энергия камня связана с его скоростью и массой по формуле: KE = (1/2) * m * v^2

Потенциальная энергия камня на высоте h относительно поверхности Земли равна: PE = m * g * h

где m - масса камня, v - скорость камня, g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с² на поверхности Земли), h - высота.

Когда камень падает с высоты, его потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию, поэтому наибольшая механическая энергия будет у камня тогда, когда его кинетическая энергия будет равна потенциальной энергии.

Ответ: b. Когда кинетическая энергия камня будет равна потенциальной.