Тело массой m = 10 кг свободно падает с высоты Н = 20 м с начальной скоростью V = 0. Соотношение между кинетической Wk и потенциальной энергией Wp в точке на высоте h = 10 м от поверхности земли...

Другие предметы Университет Энергия в механике физические основы механики свободное падение кинетическая энергия потенциальная энергия высота падения масса тела начальная скорость энергия в механике законы механики университетская физика Новый

Для решения этой задачи нам необходимо рассмотреть два типа энергии: потенциальную энергию (Wp) и кинетическую энергию (Wk) тела, которое падает.

Шаг 1: Вычисление потенциальной энергии (Wp)

Потенциальная энергия тела на высоте h вычисляется по формуле:

Wp = m * g * h

где:

• m = 10 кг (масса тела)
• g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения)
• h = 10 м (высота, на которой мы хотим найти потенциальную энергию)

Подставим значения в формулу:

Wp = 10 * 9.81 * 10 = 981 Дж.

Шаг 2: Вычисление кинетической энергии (Wk)

Кинетическая энергия тела, когда оно падает с высоты, определяется формулой:

Wk = (1/2) * m * V^2

Чтобы найти скорость V тела на высоте h = 10 м, мы можем использовать закон сохранения энергии. Общая механическая энергия в начале (на высоте H) равна общей механической энергии в точке на высоте h:

Wp_initial = Wp + Wk

На высоте H (20 м) потенциальная энергия:

Wp_initial = m * g * H = 10 * 9.81 * 20 = 1962 Дж.

На высоте h (10 м) потенциальная энергия, которую мы уже нашли, равна 981 Дж. Таким образом, кинетическая энергия на высоте h будет:

Wk = Wp_initial - Wp = 1962 - 981 = 981 Дж.

Шаг 3: Соотношение между кинетической и потенциальной энергией

Теперь, когда мы нашли обе энергии, мы можем найти их соотношение:

Соотношение = Wk / Wp = 981 / 981 = 1.

Ответ: В точке на высоте h = 10 м от поверхности земли кинетическая и потенциальная энергия равны, и их соотношение составляет 1.