На какую высоту поднимется резиновый шарик массой 200 г, если он падает с высоты 1 м и теряет 40% своей энергии на нагрев при ударе о поверхность?

Физика 11 класс Законы сохранения энергии высота падения резиновый шарик энергия удара потеря энергии физика 11 класс расчет высоты механика закон сохранения энергии Новый

Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть, как энергия преобразуется при падении шарика и его отскоке.

1. **Определим начальную потенциальную энергию шарика.**

• Потенциальная энергия (PE) на высоте h рассчитывается по формуле: PE = m * g * h, где:
• m - масса шарика (в килограммах),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²),
• h - высота (в метрах).

Подставим значения:

• m = 200 г = 0.2 кг,
• g = 9.81 м/с²,
• h = 1 м.

Теперь рассчитываем потенциальную энергию:

PE = 0.2 * 9.81 * 1 = 1.962 Дж.

2. **Определим, сколько энергии теряется при ударе.**

• Шарик теряет 40% своей энергии на нагрев, значит, он сохраняет 60% энергии.

Теперь найдем, сколько энергии останется у шарика после удара:

Энергия после удара = 1.962 Дж * 0.6 = 1.1772 Дж.

3. **Определим, на какую высоту поднимется шарик после удара.**

• Используем ту же формулу для потенциальной энергии, но теперь мы знаем, сколько энергии осталось после удара.

Пусть h' - новая высота, на которую поднимется шарик:

PE = m * g * h' = 1.1772 Дж.

Подставим известные значения:

0.2 * 9.81 * h' = 1.1772.

Теперь решим уравнение для h':

• h' = 1.1772 / (0.2 * 9.81).

Теперь вычислим h':

h' = 1.1772 / 1.962 = 0.6 м.

Таким образом, резиновый шарик поднимется на высоту примерно 0.6 метра после удара о поверхность.