Question

Тело массой 10 кг свободно падает с высоты 20 м. чему равны потенциальная и кинетическая энергии на высоте 12м

Answer 1

M=10 кг
h=20 м
Eп-?
Eк-?
Eп=mgh=10×10×20=2000Дж
Eк=0

Answer 2

Потенциальная энергия (ПЭ) тела в поле тяжести определяется формулой:

\[ ПЭ = m \cdot g \cdot h \]

где: - \( m \) - масса тела, - \( g \) - ускорение свободного падения (приближенно принимаем \( g \approx 9.8 \, \text{м/с}^2 \)), - \( h \) - высота, на которой находится тело.

В данном случае, если тело массой \( 10 \, \text{кг} \) свободно падает с высоты \( 20 \, \text{м} \), потенциальная энергия на этой высоте будет:

\[ ПЭ_{20} = 10 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot 20 \, \text{м} \]

Теперь, чтобы найти потенциальную энергию на высоте \( 12 \, \text{м} \), мы можем использовать ту же формулу, заменив высоту \( h \) на \( 12 \, \text{м} \):

\[ ПЭ_{12} = 10 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot 12 \, \text{м} \]

Кинетическая энергия (КЭ) тела, движущегося со скоростью \( v \), определяется формулой:

\[ КЭ = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2 \]

Где: - \( v \) - скорость тела.

На высоте \( 20 \, \text{м} \) тело еще не начало двигаться, поэтому его скорость \( v \) на этой высоте равна нулю. Таким образом, кинетическая энергия на высоте \( 20 \, \text{м} \) равна нулю.

На высоте \( 12 \, \text{м} \) тело уже двигается, и его кинетическая энергия будет ненулевой. Однако, нам не дана информация о скорости тела. Если предположить, что тело падает свободно, то его скорость можно найти, используя уравнение кинематики:

\[ v^2 = u^2 + 2 \cdot g \cdot h \]

где: - \( u \) - начальная скорость (в данном случае, предполагаем, что она равна нулю), - \( g \) - ускорение свободного падения, - \( h \) - высота.

Таким образом,

\[ v^2 = 0 + 2 \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot 12 \, \text{м} \]

После вычисления скорости, мы можем использовать ее для нахождения кинетической энергии:

\[ КЭ_{12} = \frac{1}{2} \cdot 10 \, \text{кг} \cdot v^2 \]

Таким образом, потенциальная энергия на высоте \( 12 \, \text{м} \) и кинетическая энергия на той же высоте будут определены соответственно формулами \( ПЭ_{12} \) и \( КЭ_{12} \).