Как можно вычислить кинетическую энергию шара массой 400 г, который катится без скольжения со скоростью 0.2 м/с?

Физика 7 класс Кинетическая энергия кинетическая энергия вычисление энергии физика 7 класс шар масса 400 г скорость 0.2 м/с движение без скольжения Новый

Чтобы вычислить кинетическую энергию шара, который катится без скольжения, нам нужно учитывать как поступательную, так и вращательную кинетическую энергию. Однако, в данном случае, мы можем использовать упрощённую формулу для полной кинетической энергии шара, который катится.

Кинетическая энергия (E) шара, который катится, состоит из двух частей:

• Поступательная кинетическая энергия (Eп)
• Вращательная кинетическая энергия (Eв)

Формулы для этих энергий выглядят следующим образом:

• Eп = (m * v^2) / 2, где m - масса шара, v - скорость.
• Eв = (I * ω^2) / 2, где I - момент инерции шара, ω - угловая скорость.

Для шара, который катится без скольжения, момент инерции I можно выразить как:

• I = (2/5) * m * r^2, где r - радиус шара.

Но, чтобы упростить задачу, мы можем использовать соотношение между линейной скоростью v и угловой скоростью ω:

ω = v / r.

Теперь, давайте вычислим поступательную и вращательную кинетическую энергию:

1. Поступательная кинетическая энергия:
2. Масса шара m = 400 г = 0.4 кг (переведем в килограммы).
3. Скорость v = 0.2 м/с.
4. Подставим в формулу:
5. Eп = (0.4 * (0.2)^2) / 2 = (0.4 * 0.04) / 2 = 0.008 Дж.
7. Вращательная кинетическая энергия:
8. Для шара момент инерции I = (2/5) * 0.4 * r^2.
9. Подставим ω в формулу вращательной энергии:
10. Eв = (I * (v/r)^2) / 2 = ((2/5) * 0.4 * r^2 * (0.2/r)^2) / 2 = (2/5) * 0.4 * (0.04) / 2 = 0.008 Дж.

Теперь складываем обе части кинетической энергии:

E = Eп + Eв = 0.008 Дж + 0.008 Дж = 0.016 Дж.

Ответ: Кинетическая энергия шара массой 400 г, который катится со скоростью 0.2 м/с, равна 0.016 Дж.