Question

К телу массой 10 кг, покоившемуся на поверхности земли, приложили направленную вертикально вверх силу F=150 H. Найти кинетическую энергию тела через t=2 с после начала действия силы. Сопротивление воздуха не учитывать. Принять g = 10 м/с

Answer 1

Дано:

m = 10 кг

F = 150 Н

t = 2 c

g = 10 м/с²

-----------------------

Найти:

E(кин.) - ?

1) Воспользуемся формулой про кинетическую энергию тела, именно по такой формуле мы найдем кинетическую энергию:

E(кин.) = $\frac{mv^{2}}{2}$ - кинетическая энергия тела (1)

2) Для нахождения скорости нам надо его найти скорость равноускоренное движение тела:

$v = v_{0} +at$ - скорость равноускоренного движения тела

Так как $v_{0} = 0$, тогда $v = 0 + at \Rightarrow v = at$ - скорость равноускоренного движения тела (2)

3) Но из формулы (2) нам не известно ускорение, тогда мы берем формулу от 2-ого закона Ньютона, именно по такой формуле мы найдем ускорение тела:

$F - m*g=m*a$ - 2-ой закон Ньютона, следовательно:

$a = \frac{F-m*g}{m}$ - Ускорение тела

a = (150 Н - 10 кг × 10 м/с²)/10 кг = (150 Н - 100 (кг×м)/с²) / 10 кг = (150 (кг×м)/с² - 100 (кг×м)/с²) / 10 кг = 50 (кг×м)/с² / 10 кг = 5 м/с²

4) Далее находим скорость равноускоренного движения тела из (2) формулы:

$v= at =$ 5 м/с² × 2 c = 10 м/с

5) Далее находим кинетическую энергию тела из формулы (1):

E(кин.) = $\frac{mv^{2}}{2}$ - кинетическая энергия тела

E(кин.) = (10 кг × (10 м/с)²)/2 = (10 кг × 100 м²/с²)/2 = 1000 Дж / 2 = 500 Дж = 0,5 кДж

ответ: E(кин.) = 0,5 кДж