Question

Мяч массой 0,1 кг свободно падает с высоты 4 м. Определите кинетическую энергию мяча в начале и в конце падения.

Answer 1

Начало падения на высоте 4 м, то есть тело обладает потенциальной и кинетической энергиями. По закону сохранения энергии они равны:

Eп=Eк

mgh=mVo²/2; (1)

Ек=mgh=0,1 кг*10 м/с²*4м=4 Дж

Начальная скорость равна:

Поставляем в (1):

4=mVo²/2 домножим на 2

8=mVo²

Vo=√8/m=√8/0,1=√80

В конце падения будет только кинетическая энергия, так как высота станет равна нулю.

Найдём конечную скорость:

s=(V²-Vo²)/2g

V=√(2gs+Vo²)=√(2*10*4+80)=√160

Ек=mV²/2=0,1 кг*160/2=8 Дж

Ответ: кинетическая энергия в начале падения равна 4 Дж, в конце 8 Дж

Answer 2

Для определения кинетической энергии мяча в начале и в конце падения, мы будем использовать формулу для кинетической энергии:

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

На высоте 4 м, в начале падения, мяч не имеет кинетической энергии, так как его скорость равна 0. Начальная кинетическая энергия равна 0.

На конечной высоте, когда мяч достигнет поверхности земли, мы можем использовать закон сохранения энергии. Механическая энергия в начале и в конце падения будет одинаковой:

Начальная потенциальная энергия (ПЭ) + Начальная кинетическая энергия (КЭ) = Конечная потенциальная энергия (ПЭ) + Конечная кинетическая энергия (КЭ)

На начальной высоте, ПЭ = масса * ускорение свободного падения * высота На конечной высоте, ПЭ = 0, так как мяч находится на поверхности земли.

Таким образом, мы можем записать:

0 + 0 = 0 + Конечная кинетическая энергия

Так как механическая энергия сохраняется, конечная кинетическая энергия также равна 0.

Таким образом, в начале и в конце падения кинетическая энергия мяча равна 0.