Шар массой 200 г свободно падает с высоты 80 м. Нулевому уровню потенциальной соответствует конечное положение шара. А) чему равна начальная потенциальная энергия шара?
Б) На какой высоте кинетическая энергия шара равна его потенциальной энергии?
В) Чему будет равна скорость шара в момент, когда его кинетическая энергия будет равна его потенциальной энергии?
А) Чему равна начальная потенциальная энергия шара?
Начальная потенциальная энергия шара будет равна нулю, так как нулевому уровню потенциальной энергии соответствует конечное положение шара.
Б) На какой высоте кинетическая энергия шара равна его потенциальной энергии?
Для того чтобы узнать, на какой высоте кинетическая энергия шара равна его потенциальной энергии, мы можем использовать закон сохранения энергии. Закон гласит, что энергия не может исчезать, а только превращаться из одной формы в другую. Таким образом, потенциальная энергия шара, когда он находится на высоте h, будет превращаться в его кинетическую энергию по мере его падения.
Формула для потенциальной энергии шара на высоте h:
Потенциальная энергия (Пэ) = масса (м) * ускорение свободного падения (g) * высота (h)
Формула для кинетической энергии шара:
Кинетическая энергия (Кэ) = (масса (м) * скорость (v)^2) / 2
Из условия задачи известно, что масса шара равна 200 г, а высота падения - 80 м.
Так как начальная потенциальная энергия равна нулю, мы можем найти на какой высоте Пэ будет равна Кэ.
Подставим массу, ускорение свободного падения и высоту в формулу Пэ и приравняем ее к кинетической энергии:
м * g * h = (м * v^2) / 2
Умножаем обе части уравнения на 2:
2 * м * g * h = м * v^2
Сокращаем массу:
2 * g * h = v^2
Теперь найдем значение скорости шара в момент, когда его кинетическая энергия равна его потенциальной энергии.
2 * 9.8 * h = v^2
19.6 * h = v^2
v = √(19.6 * h)
В) Чему будет равна скорость шара в момент, когда его кинетическая энергия будет равна его потенциальной энергии?
Для нахождения значения скорости шара, подставим значение высоты из пункта Б (h = 80 м) в формулу:
v = √(19.6 * h)
v = √(19.6 * 80)
v = √1568
v ≈ 39.6 м/с
Итак, вопросы А, Б и В решены:
А) Начальная потенциальная энергия шара равна нулю.
Б) На высоте 80 м кинетическая энергия шара равна его потенциальной энергии.
В) Скорость шара в момент, когда его кинетическая энергия равна его потенциальной энергии, примерно равна 39.6 м/с.
Надеюсь, что ответы были понятны. Если у тебя возникнут еще вопросы, не стесняйся задавать их!