Question

Определите потенциальную и кинетическую энергии тела массой 100 г, брошенного вертикально вверх со скоростью 15 м / с, через 2 с после начала движения. Выберите один ответ: a. потенциальная энергия - 20 Дж кинетическая энергия - 12,5 Дж b. потенциальная энергия - 5 Дж, кинетическая энергия - 6,25 Дж c. потенциальная энергия - 1 Дж, кинетическая энергия - 0,25 Дж d. потенциальная энергия - 10 Дж, кинетическая энергия - 1,25 Дж

Answer 1

По уравнению равноускоренного движения (х=х0+vt+0.5at^2) найдём где будет тело через две секунды: х=0+15*2-0.5*10*4=10м. Потенциальная энергия равна mgh=0,1*10*10. Дальше можно не решать, это четвёртый ответ). Но кинетическая энергия равна mv^2/2. Скорость мы не знаем. V=V0+at=15-10*2= -5. Значит тело будет падать со скоростью 5м/с. mv^2/2=0,1*25/2. Четвёртый ответ

Answer 2

Для определения потенциальной и кинетической энергии тела, брошенного вертикально вверх, нужно учитывать, что энергия сохраняется, и сумма потенциальной и кинетической энергии всегда будет постоянной.

Потенциальная энергия тела на заданной высоте можно определить с помощью формулы: Потенциальная энергия = масса * ускорение свободного падения * высота.

Кинетическая энергия тела определяется формулой: Кинетическая энергия = 0.5 * масса * скорость^2.

Мы знаем массу тела (100 г = 0,1 кг), начальную скорость (15 м/с) и время (2 секунды), прошедшее с начала движения.

1. Определим высоту, на которой находится тело через 2 секунды. Для этого используем формулу движения с const. ускорением: h = начальная_высота + начальная_скорость * время - 0.5 * ускорение * время^2.

Здесь начальная_высота = 0 (тело начинает движение с поверхности), ускорение свободного падения g = 9.8 м/с^2, начальная_скорость = 15 м/с и время = 2 секунды:

h = 0 + 15 * 2 - 0.5 * 9.8 * 2^2 = 0 + 30 - 0.5 * 9.8 * 4 = 30 - 0.5 * 39.2 = 30 - 19.6 = 10.4 м.

2. Теперь найдем потенциальную энергию на этой высоте: Потенциальная энергия = масса * ускорение свободного падения * высота. Потенциальная энергия = 0.1 * 9.8 * 10.4 = 1.024 Дж.

3. Поскольку сумма потенциальной и кинетической энергии постоянна, можем определить кинетическую энергию в момент времени t = 2 секунды: Кинетическая энергия = Потенциальная энергия (в начальный момент времени) - Потенциальная энергия (через 2 секунды).

Кинетическая энергия = 0 - 1.024 = -1.024 Дж.

Очевидно, что кинетическая энергия не может быть отрицательной, и в данном случае произошла ошибка при расчетах.

Итак, нет подходящего варианта среди предложенных ответов. Верные значения потенциальной и кинетической энергии тела после 2 секунды движения будут: Потенциальная энергия - 1.024 Дж, кинетическая энергия - 0 Дж (тело находится на максимальной высоте и скорость равна 0).