Question

Тело массой 5 кг падает с высоты 20 м над землёй вычислите кинетическую энергию тела в момент падения на землю

Answer 1

Согласно закону сохранения энергииEk=m*g*h=5*10*20=1000 Дж

Answer 2

Для вычисления кинетической энергии тела в момент падения на землю, мы должны учитывать изменение потенциальной энергии (падение с высоты) в кинетическую энергию (энергию движения) по закону сохранения энергии.

Запишем закон сохранения энергии:

Потенциальная энергия (PE) в начальный момент = Кинетическая энергия (KE) в конечный момент

Изначально тело имеет потенциальную энергию (PE) в начальный момент, равную массе (m) тела, ускорению свободного падения (g) и высоте (h):

PE_начальная = m * g * h

При достижении земли (конечный момент), вся потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию (KE) тела:

KE_конечная = 1/2 * m * v^2

где v - скорость тела в конечный момент (когда оно достигает земли).

Мы знаем, что тело падает свободно, поэтому оно не имеет начальной скорости. Значит, v = 0 в начальный момент.

Теперь, чтобы найти скорость (v) тела в конечный момент, используем уравнение движения:

v^2 = u^2 + 2 * a * s

где u - начальная скорость (0 в данном случае, так как тело начинает падать с покоя), a - ускорение свободного падения (g), s - путь, который прошло тело (в данном случае, это высота h).

v^2 = 0 + 2 * g * h

v = √(2 * g * h)

Теперь, когда мы знаем скорость (v), можем вычислить кинетическую энергию (KE):

KE_конечная = 1/2 * m * v^2

KE_конечная = 1/2 * 5 кг * (√(2 * 9.8 м/с^2 * 20 м))^2

KE_конечная = 1/2 * 5 кг * (√(392 м^2/с^2))^2

KE_конечная = 1/2 * 5 кг * 392 м^2/с^2

KE_конечная = 980 Дж

Таким образом, кинетическая энергия тела в момент падения на землю составляет 980 джоулей.