Шарик массой 0,05 кг скатывается с высоты 1,5 м по поверхности, форма которой изображена на рисунке. величина кинетической энергии шарика в положении 2, 3, 4, 5 равна … (трением пренебречь)
Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать законы сохранения энергии. Поскольку задача говорит о положениях 2, 3, 4 и 5, нам нужно найти кинетическую энергию в каждом из этих положений.
Положение 2:
В положении 2 шарик еще не начал скатываться, поэтому его кинетическая энергия равна нулю.
Положение 3:
В положении 3 шарик находится в свободном падении и достигает своей максимальной скорости. Используем закон сохранения энергии, согласно которому сумма потенциальной энергии и кинетической энергии остается постоянной. Потенциальная энергия в положении 3 равна потенциальной энергии в положении 1, так как шарик начинает движение с высоты 1.5 м.
Масса шарика: m = 0.05 кг
Ускорение свободного падения: g = 9.8 м/с^2
Высота: h = 1.5 м
Потенциальная энергия в положении 3: E_p3 = m * g * h = 0.05 кг * 9.8 м/с^2 * 1.5 м = 0.735 Дж
Так как сумма потенциальной энергии и кинетической энергии остается постоянной, кинетическая энергия в положении 3 равна:
E_k3 = E_п1 - E_п3 = 0 - 0.735 Дж = -0.735 Дж (учитываем, что кинетическая энергия положительная, а потенциальная энергия отрицательная).
Положение 4:
В положении 4 шарик заканчивает свое свободное падение и начинает скатываться по склону. Мы можем считать, что вся потенциальная энергия в положении 3 полностью переходит в кинетическую энергию в положении 4.
Кинетическая энергия в положении 4: E_k4 = E_п3 = 0.735 Дж
Положение 5:
В положении 5 шарик уже скатывается поскольку склон имеет форму уклона. Поскольку трение пренебрежимо мало, механическая энергия (кинетическая + потенциальная энергия) остается постоянной. Таким образом, кинетическая энергия в положении 5 равна:
E_k5 = E_п3 = 0.735 Дж
Таким образом, величина кинетической энергии шарика в каждом из положений равна:
- положение 2: 0 Дж
- положение 3: -0.735 Дж
- положение 4: 0.735 Дж
- положение 5: 0.735 Дж
