Question

2. а) Шарик массой 10 мг движется со скоростью 3 м/с на высоте 150 см. Вычислите потенциальную энергию, которой обладает шарик?b) определите кинетическую энергию шарикас) как изменяется энергия шарикапри падении? Объясните причину изменения энергии в точках​

Answer 1

Ответ: 1,5*10⁻⁴ Дж; 4,5*10⁻⁵Дж; 1,95*10⁻⁴Дж

Объяснение: Потенциальная энергия равна: Eп=mgh=0,00001*10*1,5=1,5*10⁻⁴ Дж

Кинетическая энергия равна: Eк=mV²/2=0,00001*3²/2=4,5*10⁻⁵Дж

При падении шарика потенциальная энергия перейдет в кинетическую и будет равна сумме кинетической и потенциальной энергий: Ек=1,5*10⁻⁴+4,5*10⁻⁵=1,95*10⁻⁴Дж

Ек+Еп=const, т. е. в разных точках полная энергия будет постоянной: одна энергия переходит в другую.

Answer 2

а) Для вычисления потенциальной энергии шарика на высоте 150 см (или 1.5 м) мы можем использовать формулу потенциальной энергии:

Потенциальная энергия (ПЭ) = масса × ускорение свободного падения × высота

Где:

• Масса шарика (m) = 10 мг = 0.01 г = 0.00001 кг (перевод из миллиграммов в килограммы).
• Ускорение свободного падения (g) на поверхности Земли примерно равно 9.81 м/с².
• Высота (h) = 150 см = 1.5 м.

Теперь мы можем подставить эти значения в формулу:

ПЭ = 0.00001 кг × 9.81 м/с² × 1.5 м = 0.00014715 Дж

Ответ: Потенциальная энергия шарика на высоте 150 см составляет приближенно 0.00014715 Дж (джоулей).

б) Кинетическая энергия (КЭ) шарика может быть вычислена по формуле:

Кинетическая энергия (КЭ) = (1/2) × масса × скорость²

Где:

• Масса шарика (m) = 0.00001 кг (как ранее).
• Скорость (v) = 3 м/с.

Подставим значения:

КЭ = (1/2) × 0.00001 кг × (3 м/с)² = 0.000045 Дж

Ответ: Кинетическая энергия шарика составляет приближенно 0.000045 Дж.

в) Когда шарик начинает падать, его высота уменьшается, и, следовательно, его потенциальная энергия уменьшается. В то же время, его скорость увеличивается по мере приближения к поверхности Земли, и, следовательно, его кинетическая энергия увеличивается. Это происходит из-за того, что потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию по мере падения.

При падении шарика его потенциальная энергия уменьшается пропорционально уменьшению высоты, а его кинетическая энергия увеличивается пропорционально увеличению скорости. Этот процесс непрерывно повторяется до тех пор, пока шарик не достигнет поверхности Земли, и его потенциальная энергия полностью превратится в кинетическую энергию. Это основная причина изменения энергии шарика в точках при падении.