Question

срооооооооооооччччччннннноооо Тіло масою 800 г кинули вертикально вгору з рівня землі з початковою швидкістю 40 м/с. Визначити потенціальну енергію тіла, коли швидкість тіла буде дорівнювати 20 м/с.​

Answer 1

Відповідь:Потенціальна енергія тіла залежить від висоти та маси тіла, а не від швидкості. Але можна використати закон збереження енергії для знаходження потенціальної енергії в даному випадку. За цим законом, механічна енергія тіла, що рухається вертикально вгору, зберігається, тому потенціальна енергія від швидкості не залежить.

Початкова кінетична енергія тіла:

K1 = (1/2)mv1^2 = (1/2) * 0.8 кг * (40 м/с)^2 = 640 Дж

Коли тіло рухатиметься зі швидкістю 20 м/с, воно буде перебувати на висоті, меншій, ніж на початку руху, тому потенціальна енергія буде меншою за початкову. За законом збереження енергії:

K1 = K2 + ΔU

де K2 - кінетична енергія тіла при швидкості 20 м/с, ΔU - зміна потенціальної енергії.

Так як тіло рухається вертикально вгору, то з кінетичної енергії можна визначити потенціальну енергію:

K2 = (1/2)mv2^2 = (1/2) * 0.8 кг * (20 м/с)^2 = 160 Дж

Тоді:

ΔU = K1 - K2 = 640 Дж - 160 Дж = 480 Дж

Отже, зміна потенціальної енергії тіла під час зменшення швидкості з 40 м/с до 20 м/с дорівнює 480 Дж.

Answer 2

Потенціальна енергія тіла визначається за формулою:

Ep = m * g * h

Де: Ep - потенціальна енергія тіла, m - маса тіла, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с² на поверхні Землі), h - висота, на яку піднялось тіло.

Спочатку визначимо висоту, на яку підійде тіло при швидкості 20 м/с. Для цього використаємо закон збереження енергії:

Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2

Де: Ep1 - потенціальна енергія при швидкості 40 м/с, Ek1 - кінетична енергія при швидкості 40 м/с, Ep2 - потенціальна енергія при швидкості 20 м/с, Ek2 - кінетична енергія при швидкості 20 м/с.

Ep2 = Ep1 + Ek1 - Ek2

Ep2 = m * g * h2

Ek1 = (1/2) * m * v1²

Ek2 = (1/2) * m * v2²

Підставляємо вирази для кінетичної енергії в формулу для потенціальної енергії:

Ep2 = m * g * h2 = m * g * h1 + (1/2) * m * v1² - (1/2) * m * v2²

Тіло було кинуто вертикально вгору, тому його кінетична енергія зменшується, а потенціальна енергія збільшується. Тобто потенціальна енергія при швидкості 40 м/с більша за потенціальну енергію при швидкості 20 м/с.

Таким чином, потенціальна енергія тіла при швидкості 20 м/с буде меншою за початкову потенціальну енергію при швидкості 40 м/с.