Похожие вопросы
2024-11-21 07:03:04
Упражнение 23
- Кинетическая энергия мяча массой 250 г, подброшенного вертикально вверх с поверхности Земли, равна 49 Дж. На какой высоте его кинетическая энергия будет равна потенциальной?
- Пружина детского пистолета под действием силы 9,8 Н сжалась на 4 см. На какую высоту поднимется пулька массой 1 г при выстреле вертикально вверх?
- Камень массой 2 кг падает с высоты 100 дм и в момент падения на Землю имеет скорость 12 м/с. Какая работа по преодолению силы сопротивления воздуха была совершена при падении?
Решите с Дано, пожалуйста, прошу.
Физика 11 класс Законы сохранения энергии физика 11 класс кинетическая энергия потенциальная энергия высота мяч масса пружина сила пистолет пулька работа сопротивление воздуха камень падение скорость задача решение дано
2024-11-21 07:03:04
Ответ: Давайте разберем каждую задачу по порядку.
Задача 1: Кинетическая энергия мяча массой 250 г равна 49 Дж. Нам нужно найти высоту, на которой его кинетическая энергия будет равна потенциальной.
Сначала переведем массу мяча в килограммы: 250 г = 0,25 кг.
Формулы, которые мы будем использовать:
- Кинетическая энергия (КЭ) = 0,5 * m * v²
- Потенциальная энергия (ПЭ) = m * g * h
Где:
- m - масса (в кг)
- g - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²)
- h - высота (в м)
Мы знаем, что КЭ = ПЭ. Таким образом, 0,5 * m * v² = m * g * h. Мы можем сократить массу (m) из обоих сторон уравнения, так как она не равна нулю:
0,5 * v² = g * h
Теперь выразим h:
h = (0,5 * v²) / g
Чтобы найти высоту, нам нужно сначала найти скорость мяча (v). Мы знаем, что КЭ = 49 Дж, и можем использовать формулу КЭ:
49 = 0,5 * 0,25 * v²
Решим это уравнение для v²:
49 = 0,125 * v²
v² = 49 / 0,125 = 392
v = √392 ≈ 19,8 м/с
Теперь подставим v в формулу для высоты:
h = (0,5 * 392) / 9,8 = 20 м.
Ответ: высота, на которой кинетическая энергия мяча будет равна потенциальной, составляет 20 метров.
Задача 2: Пружина детского пистолета сжалась на 4 см под действием силы 9,8 Н. Нам нужно найти, на какую высоту поднимется пулька массой 1 г при выстреле.
Сначала переведем массу пульки в килограммы: 1 г = 0,001 кг.
Сила, действующая на пружину, равна 9,8 Н. Мы можем использовать закон сохранения энергии. Потенциальная энергия, накопленная в пружине, при выстреле преобразуется в кинетическую энергию пульки и потенциальную энергию на высоте:
Потенциальная энергия пружины: Eпружины = 0,5 * k * x², где k - жесткость пружины, x - сжатие пружины.
Также мы знаем, что F = k * x => k = F / x.
Сначала найдем жесткость пружины:
Сжатие пружины x = 0,04 м. Тогда:
k = 9,8 / 0,04 = 245 Н/м.
Теперь можем найти потенциальную энергию пружины:
Eпружины = 0,5 * 245 * (0,04)² = 0,5 * 245 * 0,0016 = 0,196 Дж.
Теперь установим, что эта энергия равна потенциальной энергии пульки на высоте h:
Eпружины = m * g * h.
Теперь подставим известные значения:
0,196 = 0,001 * 9,8 * h.
Решим для h:
h = 0,196 / (0,001 * 9,8) ≈ 20 м.
Ответ: Пулька поднимется на высоту примерно 20 метров.
Задача 3: Камень массой 2 кг падает с высоты 100 дм (10 м) и в момент падения на Землю имеет скорость 12 м/с. Нужно найти работу, совершенную против силы сопротивления воздуха.
Сначала найдём потенциальную энергию камня на высоте 10 м:
ПЭ = m * g * h = 2 * 9,8 * 10 = 196 Дж.
Теперь найдём кинетическую энергию (КЭ) камня в момент удара о землю:
КЭ = 0,5 * m * v² = 0,5 * 2 * (12)² = 144 Дж.
Работа, совершенная против силы сопротивления воздуха, равна разности потенциальной энергии и кинетической энергии:
А = ПЭ - КЭ = 196 - 144 = 52 Дж.
Ответ: Работа, совершенная против силы сопротивления воздуха, составляет 52 Дж.
