Question

Альпинист совершает восхождение к вершине горы и за промежуток времени t=2ч поднимается на высоту h=400м. какой будет потенциальная энергия альпиниста относительно подножия горы после трехчасового восхождения с той же скоростью? масса альпиниста m=60кг.

Answer 1

Поскольку потенциальная энергия зависит от высоты, на которой находится тело, относительно высоты отсчета, ну и конечно же от массы, то необходимо найти высоту, на которую поднимется альпинист за  3 часа. Скорость подъема = h/t. Потенциальная энергия относительно подножия горы  = mgH/ Здесь Н - высота на которую поднимется альпинист за 3 часа. Н = 3h/t. Тогда потенциальная энергия = 3mgh/t = .3×60×10/2 = 900 Джоулей.
Хочу еще сделать небольшое пояснение. В конечной формуле присутствует время. Причем оно имеется и в числителе (3) и в знаменателе (2). Поэтому время сокращается. По этой причине неважно в каких единицах выражается время в секундах или в часах. Но это касается этой конкретной задачи. Если в какой-нибудь задаче время не сокращается, то вычисления следует производить обязательно выразив время в секундах. Если в этой задаче время выразить в секундах, то ответ получится точно таким же. Проверим 10800×60×10/7200 = 900.

Answer 2

Для того чтобы решить эту задачу, нужно знать формулу для расчета потенциальной энергии:

P = m * g * h

где P - потенциальная энергия, m - масса альпиниста, g - ускорение свободного падения (равное примерно 9,8 м/с^2), h - высота.

В данной задаче, нам дана высота h = 400 м и масса альпиниста m = 60 кг. Поэтому, для начала рассчитаем потенциальную энергию альпиниста, когда он поднимается на высоту 400 м.

P1 = m * g * h = 60 * 9,8 * 400 = 235200 Дж

Теперь нам нужно найти потенциальную энергию альпиниста после трехчасового восхождения с той же скоростью.

Мы знаем, что альпинист поднимается на высоту 400 м за 2 часа, поэтому его скорость восхождения составляет:

v = h / t = 400 / 2 = 200 м/ч

Используя эту скорость, мы можем выразить время, за которое альпинист поднимется на следующие 200 м:

t2 = h / v = 200 / 200 = 1 час

Таким образом, после трехчасового восхождения, альпинист достигнет высоты 400 м + 200 м = 600 м.

Теперь мы можем рассчитать потенциальную энергию альпиниста на этой высоте:

P2 = m * g * h2 = 60 * 9,8 * 600 = 352800 Дж

Таким образом, потенциальная энергия альпиниста относительно подножия горы после трехчасового восхождения с той же скоростью составляет 352800 Дж.