Question

Камень массой 100 грамм падает со скалы 12 метров.Определите скорость камня у поверхности земли. Проанализируйте условие задачи .Сколько энергетических уровней вы рассматривали при решении задачи?

Answer 1

Eп=mgh=0.1кг*10м/с*12м=12  (у поверхности земли максимальная кинетическая энергия) т.к. потенциальная энергия переходит в кинетическую то
Eп=Eк=Eк(mv^2)/2; (12=(0.1*х^2)/2) умножим на 2 что бы избавится от знаменателя 24=0.1x^2 x^2=24/0.01=корень из 240 т.е. приближенно 15.5 м/с

Answer 2

Для определения скорости камня при падении с высоты, можно воспользоваться уравнением кинетической энергии и потенциальной энергии.

У нас есть камень массой 100 грамм, что равно 0.1 кг, и он падает с высоты 12 метров. Сначала вычислим потенциальную энергию, которую камень имеет на вершине скалы:

\[ \text{Потенциальная энергия} = \text{масса} \times \text{ускорение свободного падения} \times \text{высота} \]

\[ \text{Потенциальная энергия} = 0.1 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с}^2 \times 12 \, \text{м} \]

Расчет даёт потенциальную энергию камня на вершине скалы:

\[ \text{Потенциальная энергия} = 11.76 \, \text{Дж} \]

Когда камень достигнет поверхности Земли, вся его потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. Это даст нам возможность найти его скорость.

\[ \text{Кинетическая энергия} = \text{Потенциальная энергия} \]

\[ \frac{1}{2} \times \text{масса} \times \text{скорость}^2 = \text{Потенциальная энергия} \]

Теперь мы можем выразить скорость:

\[ \text{Скорость} = \sqrt{\frac{2 \times \text{Потенциальная энергия}}{\text{масса}}} \]

Подставляем найденное значение потенциальной энергии:

\[ \text{Скорость} = \sqrt{\frac{2 \times 11.76 \, \text{Дж}}{0.1 \, \text{кг}}} \]

\[ \text{Скорость} \approx 13.67 \, \text{м/с} \]

Таким образом, скорость камня при падении с высоты 12 метров составляет примерно 13.67 м/с.

Относительно энергетических уровней, в данной задаче рассматриваются потенциальная и кинетическая энергии, то есть два основных типа энергии.