Question

Тело массой 5кг падает с высоты 10м. Как изменится внутренняя энергия тела когда оно достигнет высоты 5м 50 БАЛЛОВ

Answer 1

Ответ:

Внутренняя энергия тела при движении по вертикальной траектории в поле тяжести может быть разделена на кинетическую энергию (энергию движения) и потенциальную энергию (энергию, связанную с высотой над землей).

Исходно, когда тело находится на высоте 10 м, его внутренняя энергия состоит из потенциальной энергии и равна:

Энергия = Потенциальная энергия + Кинетическая энергия

E = m * g * h + 0

где:

E - внутренняя энергия,

m - масса тела (5 кг),

g - ускорение свободного падения (приближенно 9,8 м/с²),

h - высота над землей (10 м).

Подставив значения:

E = 5 кг * 9,8 м/с² * 10 м = 490 Дж

Когда тело достигнет высоты 5 м, его потенциальная энергия изменится. Новая потенциальная энергия будет:

E' = m * g * h'

E' = 5 кг * 9,8 м/с² * 5 м = 245 Дж

Теперь, чтобы найти изменение внутренней энергии, вычитаем начальную потенциальную энергию из новой:

ΔE = E' - E

ΔE = 245 Дж - 490 Дж = -245 Дж

Итак, внутренняя энергия тела уменьшилась на 245 Дж по сравнению с начальным состоянием при высоте 10 м.

Answer 2

Изменение внутренней энергии тела при подъеме или падении в поле силы тяжести можно выразить с использованием закона сохранения механической энергии. Механическая энергия состоит из кинетической и потенциальной энергии, и она сохраняется, если внешние силы (кроме силы тяжести) не выполняют работу.

Механическая энергия (E) в данном случае можно записать следующим образом:

E = K + U

Где:

• E - механическая энергия
• K - кинетическая энергия
• U - потенциальная энергия

На начальной высоте (10 м), внутренняя энергия тела будет равна механической энергии на этой высоте:

E(начальная) = K(начальная) + U(начальная)

На конечной высоте (5 м), внутренняя энергия тела будет равна механической энергии на этой высоте:

E(конечная) = K(конечная) + U(конечная)

Изменение внутренней энергии (ΔE) при движении тела с высоты 10 м до высоты 5 м будет равно разнице в его механической энергии на этих двух высотах:

ΔE = E(конечная) - E(начальная)

Для расчета этих величин нам понадобятся формулы для кинетической и потенциальной энергии:

1. Кинетическая энергия K вычисляется по формуле:

K = (1/2) * m * v^2

где:

• m - масса тела (5 кг)
• v - скорость тела

2. Потенциальная энергия U в поле силы тяжести (где g - ускорение свободного падения) вычисляется по формуле:

U = m * g * h

где:

• m - масса тела (5 кг)
• g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,81 м/с^2 на поверхности Земли)
• h - высота над поверхностью Земли (в данном случае, начальная и конечная высота)

Сначала найдем кинетическую и потенциальную энергию на начальной высоте (10 м):

K(начальная) = (1/2) * 5 кг * v^2 U(начальная) = 5 кг * 9,81 м/с^2 * 10 м

Затем найдем кинетическую и потенциальную энергию на конечной высоте (5 м):

K(конечная) = (1/2) * 5 кг * v^2 U(конечная) = 5 кг * 9,81 м/с^2 * 5 м

Теперь мы можем вычислить изменение внутренней энергии (ΔE):

ΔE = [K(конечная) + U(конечная)] - [K(начальная) + U(начальная)]

Подставьте значения и рассчитайте ΔE. Это изменение внутренней энергии тела при движении с высоты 10 м до высоты 5 м.