Question

Пылинка массой 0,0001 г свободно падает с высоты 60 м до 30 м. Какова его потенциальная энергия на высоте 30 м? Каково изменение потенциальной энергии пылинки за пройденный ею путь? Какую работу совершает при этом сила тяжести?

Answer 1

Потенциальная энергия на высоте определяется $E_p=mgh$
определим потенциальную энергию на высоте 30м
E_p=0.1*10^-6 кг*30 м*9.8м/с^2=0,294*10^-4 Дж=0,0294 мДж (миллиДжоулей)

Определим какую работу произвела сила тяжести для перемещения пылинки с высоты 60 м до 30 м
$A=mg(h_1-h_2)$

подставляем числа A=.1*10^-6 кг*9.8 м/с^2(60м-30м)=0,0294 мДж

Из всего вышесказанного следует, что потенциальная энергии пылинки уменьшилась в 2 раза. А так как тело падало вниз то это изменение положительное, равное 0,0294 мДж

Answer 2

Расчет потенциальной энергии пылинки на высоте 30 м

Для расчета потенциальной энергии пылинки на высоте 30 м можно использовать формулу потенциальной энергии:

Потенциальная энергия (Ep) = масса * ускорение свободного падения * высота

Где: - масса = 0,0001 г = 0,0000001 кг - ускорение свободного падения = 9,81 м/с^2 (приблизительное значение на поверхности Земли) - высота = 30 м

Вычислим потенциальную энергию (Ep) на высоте 30 м: Ep = 0,0000001 * 9,81 * 30

Ep = 0,00000002943 Дж

Изменение потенциальной энергии пылинки за пройденный ею путь

Изменение потенциальной энергии (ΔEp) пылинки за пройденный ею путь можно рассчитать как разницу потенциальной энергии на начальной и конечной точках.

Так как пылинка свободно падает, то изменение потенциальной энергии будет равно ее начальной потенциальной энергии на высоте 60 м минус ее конечной потенциальной энергии на высоте 30 м.

ΔEp = Ep(начальная) - Ep(конечная)

Где: - Ep(начальная) = потенциальная энергия на высоте 60 м - Ep(конечная) = потенциальная энергия на высоте 30 м

Работа, совершаемая силой тяжести

Работа, совершаемая силой тяжести, равна изменению потенциальной энергии пылинки за пройденный ею путь. Таким образом, работа силы тяжести будет равна изменению потенциальной энергии.

Работа силы тяжести = ΔEp

Таким образом, изменение потенциальной энергии пылинки за пройденный ею путь и работа силы тяжести будут одинаковыми.

Итоговый ответ:

- Потенциальная энергия пылинки на высоте 30 м: 0,00000002943 Дж - Изменение потенциальной энергии пылинки за пройденный ею путь: 0,00000002943 Дж - Работа, совершаемая силой тяжести: 0,00000002943 Дж