Question

Тело массой 2 кг падает с высоты 30 м над землей. Вычислите кинетическую энергию тела в момент, когда она находится на высоте 15 м над землей, и в момент падения на землю.

Answer 1

По закону сохранения энергии:

Е=Ек+Еп

В верхней точке вся энергия переходит в потенциальную:

Е=Еп макс=mgh=2*30*10=600 Дж

На высоте 15 м

Ек=Еп макс - Еп=600-2*15*10=300 дж

В момент падения

Ек макс=Е=Еп макс=600 дж

Answer 2

Для расчета кинетической энергии тела в различные моменты движения воспользуемся формулой для кинетической энергии:

Кинетическая энергия (КЭ) = 0.5 * масса * скорость^2

Гравитационное ускорение на поверхности Земли обозначим как "g" и равняется приблизительно 9.81 м/с^2.

1. В момент, когда тело находится на высоте 15 м над землей:

На данной высоте потенциальная энергия (ПЭ) тела превращается в его кинетическую энергию при падении. По закону сохранения механической энергии:

ПЭ = КЭ

Масса тела m = 2 кг Высота над землей h = 15 м

Потенциальная энергия на высоте h: ПЭ = m * g * h

ПЭ = 2 кг * 9.81 м/с^2 * 15 м ≈ 294.3 Дж

Так как потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию, то КЭ в этот момент равна 294.3 Дж.

2. В момент падения тела на землю:

На данной высоте (на земле) потенциальная энергия равна нулю, так как высота над землей h = 0 м.

Потенциальная энергия на земле: ПЭ = m * g * h = 2 кг * 9.81 м/с^2 * 0 м = 0 Дж

Так как на земле потенциальная энергия равна нулю, весь ее объем превращается в кинетическую энергию.

КЭ на земле: КЭ = 294.3 Дж (это значение получено в пункте 1)

Таким образом, кинетическая энергия тела в момент падения на землю составляет 294.3 Дж.