Как изменится потенциальная энергия груза массой 2,5 кг, который падает с высоты, через 1 секунду после начала падения, если его начальная скорость равна нулю и ускорение свободного падения составляет 10 м/с²?

Физика 7 класс Потенциальная и кинетическая энергия потенциальная энергия груз массой 2,5 кг высота падения начальная скорость ноль ускорение свободного падения изменение энергии Новый

Чтобы определить, как изменится потенциальная энергия груза, который падает, сначала необходимо понять, что потенциальная энергия (PE) определяется по формуле:

PE = m * g * h

где:

• m - масса груза (в килограммах),
• g - ускорение свободного падения (в м/с²),
• h - высота (в метрах) над уровнем земли.

В данной задаче у нас есть:

• масса груза m = 2,5 кг,
• ускорение свободного падения g = 10 м/с².

Теперь нужно найти высоту груза через 1 секунду падения. Поскольку начальная скорость груза равна нулю, мы можем использовать формулу для высоты, которая определяется как:

h = h0 - (1/2) * g * t²

где:

• h0 - начальная высота (в метрах),
• t - время падения (в секундах).

Предположим, что начальная высота h0 была 0 (для простоты расчетов) и подставим время t = 1 секунда:

h = 0 - (1/2) * 10 * (1)² = -5 м

Это означает, что через 1 секунду груз опустился на 5 метров ниже начальной точки. Теперь, чтобы рассчитать изменение потенциальной энергии, нам нужно знать, какова была потенциальная энергия в начале и какова она через 1 секунду.

Предположим, что начальная высота h0 была 5 м (это необходимо для того, чтобы потенциальная энергия была положительной):

1. Начальная потенциальная энергия (PE0):

PE0 = m * g * h0 = 2,5 * 10 * 5 = 125 Дж.

2. Потенциальная энергия через 1 секунду (PE1):

PE1 = m * g * h = 2,5 * 10 * 0 = 0 Дж.

Теперь мы можем найти изменение потенциальной энергии:

Изменение PE = PE1 - PE0 = 0 - 125 = -125 Дж.

Таким образом, потенциальная энергия груза уменьшилась на 125 Дж через 1 секунду после начала падения.