Question

Физика.

Нужно решить 1 задачу, с дано и полным понятным решением.

Найти потенциальную и кинетическую энергию тела массой 3 кг, падающего свободно с высоты 5 м, на расстоянии 2 м от поверхности земли.

Answer 1

Объяснение:

m=3 кг    H=5 м    h=2 м    En=?    Ek=?

===

Полная механическая энергия тела на высоте 5 м:

E=Ek+En=m*g*H=3*10*5=150 Дж

Потенциальная энергия на высоте 2 м:

En=m*g*h=3*10*2=60 Дж

Кинетическая энергия на высоте 2 м:

Ek=E-En=150-60=90 Дж

Answer 2

Дано:

m = 3 кг

h = 5 м

h' = 2 м

g = 10 м/с²

Еп(h'), Ек(h') - ?

Закон сохранения механической энергии:

Если на тело не действуют силы трения, то его механическая энергия E - сумма потенциальной и кинетической энергий (Еп + Ек) - сохраняется в любой момент времени, пока тело движется.

Математически закон представляется так:

E = Еп + Ек - механическая энергия

Е = Е

Еп + Ек = Еп' + Ек'

mgh + mv²/2 = mgh' + mv'²/2

В условиях задачи ничего не говорится о силе трения воздуха. Но подразумевается, что эта сила отсутствует, потому что задача явно на применение закона сохранения механической энергии.

Тело падает свободно. Это значит, что падает оно с начальной скоростью, равной нулю. В момент начала своего падения тело обладает только потенциальной энергией, т.к. ещё не движется (потому что кинетическая энергия - это энергия тела, когда оно движется). Механическая энергия равна:

Е = Еп + Ек = Еп + 0 = Еп = mgH

На высоте h' значение механической энергии тела по закону сохранения остаётся прежним:

Е = mgh' + Ек', то есть:

Е = Е

mgh = mgh' + Eк' - вот и всё. Значение потенциальной энергии на высоте h' можно высчитать отдельно, т.к. h' известно. А кинетическую найдём из полученного уравнения, выразив её:

Eп(h') = mgh' = 3*10*2 = 60 Дж

Eк' = mgH - mgh = mg(H - h) = 3*10*(5 - 2) = 3*10*3 = 90 Дж

Eк(h') = 90 Дж

ответ: 60 Дж, 90 Дж.