Ек — кинетическая энергия;
Ер — потенциальная энергия;
h — высота;
g — ускорение свободного падения;
m — масса;
V — скорость;
1) Найти потенциальную энергию тела массой 6 кг, которое поднимается на высоту h=3,5 м над землей.
Ep=mgh=6×10×3,5=210Дж
2) Если тело, движущееся со скоростью 20м/с имеет кинетическую энергию 400Дж, то чему равна масса этого тела?
Eк=mV²/2
m=2Eк/V²=2×400/20²=2кг
3) Тело массой 20кг при подъеме совершает работу 4000Дж. Найдите высоту, на которою поднялось тело. Решение:
Ер=mgh
h=Ep/mg=4000/20×10=20м
Ускорение, с которым падают на Землю тела, называется ускорением свободного падения. Вектор ускорения свободного падения обозначается символом он направлен по вертикали вниз. В различных точках земного шара в зависимости от географической широты и высоты над уровнем моря числовое значение g оказывается неодинаковым, изменяясь примерно от 9,83 м/с2 на полюсах до 9,78 м/с2 на экваторе. На широте Москвы g = 9,81523 м/с2. Обычно, если в расчетах не требуется высокая точность, то числовое значение g у поверхности Земли принимают равным 9,8 м/с2 или даже 10 м/с2.
Простым примером свободного падения является падение тела с некоторой высоты h без начальной скорости. Свободное падение является прямолинейным движением с постоянным ускорением. Если направить координатную ось OY вертикально вверх, совместив начало координат с поверхностью Земли, то для анализа свободного падения без начальной скорости можно использовать формулу в 1.4, положив υ0 = 0, y0 = h, a = –g. Обратим внимание на то, что если тело при падении оказалось в точке с координатой y < h, то перемещение s тела равно s = y – h < 0. Эта величина отрицательна, так как тело при падении перемещалось навстречу выбранному положительному направлению оси OY.