На рисунке 31.1 представлен график зависимости потенциальной энергии от времени для падающего тела массой 200 г.

• а) С какой высоты падает это тело?
• б) Какова полная механическая энергия тела через 2 секунды после начала движения?
• в) Каковы кинетическая и потенциальная энергия тела через 1,5 секунды после начала движения?
• г) На какой высоте находилось тело через 1,5 секунды после начала движения и какую скорость оно имело в этот момент?

Физика 10 класс Механика потенциальная энергия падающее тело механическая энергия высота падения кинетическая энергия физика график зависимости время движения масса тела скорость тела Новый

Для решения задач, связанных с падением тела, нам нужно использовать основные принципы механики, такие как закон сохранения энергии и уравнения движения. Давайте разберем каждый вопрос по порядку.

а) С какой высоты падает это тело?

Чтобы найти высоту, с которой падает тело, нам нужно знать, какую потенциальную энергию оно имело в начале падения. Потенциальная энергия (U) определяется формулой:

• U = m * g * h

где m - масса тела (в килограммах), g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²), h - высота (в метрах).

Если на графике указана потенциальная энергия в начале падения, мы можем подставить значения:

• m = 0.2 кг (200 г = 0.2 кг)
• g = 9.81 м/с²
• U = m * g * h

Решаем уравнение для h:

• h = U / (m * g)

Подставив значение U (которое необходимо взять из графика), мы сможем найти высоту.

б) Какова полная механическая энергия тела через 2 секунды после начала движения?

Полная механическая энергия (E) тела в любой момент времени равна сумме его потенциальной (U) и кинетической (K) энергии:

• E = U + K

Через 2 секунды после начала движения мы можем определить потенциальную и кинетическую энергии:

• Потенциальная энергия U через 2 секунды можно определить по графику.
• Кинетическая энергия K определяется по формуле:
• K = 0.5 * m * v²

где v - скорость тела через 2 секунды. Скорость можно найти, используя уравнение движения или график зависимости скорости от времени. После нахождения U и K, подставляем в формулу для E.

в) Каковы кинетическая и потенциальная энергия тела через 1,5 секунды после начала движения?

Аналогично предыдущему пункту, мы можем найти потенциальную энергию U через 1,5 секунды, используя график, а кинетическую K, зная скорость тела в этот момент:

• U = m * g * h
• K = 0.5 * m * v²

Сначала определяем h через 1,5 секунды, затем находим скорость v, используя уравнение движения. После этого подставляем значения в формулы для U и K.

г) На какой высоте находилось тело через 1,5 секунды после начала движения и какую скорость оно имело в этот момент?

Высоту h можно найти, используя уравнение движения для свободно падающего тела:

• h = h0 - (1/2) * g * t²

где h0 - начальная высота (которую мы нашли в пункте а), t - время (1.5 секунды).

Скорость v через 1,5 секунды можно найти по формуле:

• v = g * t

После нахождения h и v мы можем ответить на вопрос.

Таким образом, для решения всех этих задач необходимо использовать график, чтобы найти значения потенциальной энергии, а также применять основные формулы механики для расчета высоты, скорости и энергий в разные моменты времени.