Какова кинетическая энергия автомобиля, который трогается с места, если через 2 секунды от начала движения она составила 10^6 Дж? Какова будет кинетическая энергия этого автомобиля через 5 секунд после начала движения?
Физика 11 класс Кинетическая энергия кинетическая энергия автомобиль Движение время физика 11 класс расчет энергии механика 10^6 Дж вопросы по физике
Чтобы решить эту задачу, сначала вспомним формулу для кинетической энергии (КЭ):
Кинетическая энергия (КЭ) равна:
K = (m * v^2) / 2
где:
В данной задаче нам известно, что через 2 секунды кинетическая энергия автомобиля составляет 10^6 Дж. Это значит, что:
K(2) = 10^6 Дж
Теперь давайте определим, как меняется скорость автомобиля. Мы знаем, что кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости. Если мы обозначим скорость автомобиля через 2 секунды как v(2), то:
K(2) = (m * v(2)^2) / 2 = 10^6 Дж.
Теперь нам нужно найти кинетическую энергию через 5 секунд. Для этого предположим, что автомобиль движется равномерно ускоренно. Это значит, что его скорость увеличивается с течением времени. Если мы обозначим ускорение как a, то скорость автомобиля в любой момент времени можно выразить как:
v(t) = a * t
Тогда через 2 секунды:
v(2) = a * 2
Теперь подставим это значение в формулу для кинетической энергии:
K(2) = (m * (a * 2)^2) / 2 = 10^6 Дж
Теперь выразим K(5), то есть кинетическую энергию через 5 секунд:
v(5) = a * 5
Подставим это значение в формулу для КЭ:
K(5) = (m * (a * 5)^2) / 2
Теперь у нас есть два выражения для K(2) и K(5):
K(2) = (m * (a * 2)^2) / 2 = 10^6 Дж
K(5) = (m * (a * 5)^2) / 2
Теперь заметим, что:
(a * 5)^2 = (5^2) * (a^2) = 25 * (a^2)
(a * 2)^2 = (2^2) * (a^2) = 4 * (a^2)
Теперь выразим K(5) через K(2):
K(5) = (m * (25 * (a^2))) / 2 = (25/4) * (m * (a^2)) / 2 = 25 * K(2)
Теперь подставим значение K(2):
K(5) = 25 * 10^6 Дж = 2.5 * 10^7 Дж.
Таким образом, кинетическая энергия автомобиля через 5 секунд после начала движения составит 2.5 * 10^7 Дж.