Какова высота, на которой кинетическая энергия тела массой 100 г, подброшенного вертикально вверх с поверхности Земли, равная 36 Дж, станет равной потенциальной энергии? Учитывайте, что ускорение свободного падения g составляет 10 м/с². Также запишите закон сохранения энергии и проверьте единицы измерения при вычислении высоты.

Физика 7 класс Закон сохранения энергии высота кинетическая энергия потенциальная энергия закон сохранения энергии ускорение свободного падения физика 7 класс Новый

Для решения задачи сначала вспомним закон сохранения энергии. Он гласит, что полная механическая энергия системы остается постоянной, если на нее не действуют внешние силы. В данном случае у нас есть кинетическая энергия (КЭ) и потенциальная энергия (ПЭ).

Формулы для кинетической и потенциальной энергии выглядят следующим образом:

• Кинетическая энергия (КЭ): KЭ = (m * v^2) / 2
• Потенциальная энергия (ПЭ): ПЭ = m * g * h

Где:

• m - масса тела (в нашем случае 100 г = 0.1 кг),
• v - скорость тела,
• g - ускорение свободного падения (10 м/с²),
• h - высота, на которую поднимается тело.

По условию задачи, кинетическая энергия равна 36 Дж. Мы хотим найти такую высоту h, при которой потенциальная энергия также станет равной 36 Дж.

Сначала запишем уравнение для потенциальной энергии:

ПЭ = m * g * h

Подставим известные значения:

36 Дж = 0.1 кг * 10 м/с² * h

Теперь упростим уравнение:

36 Дж = 1 кг * м/с² * h

36 Дж = h (так как 0.1 * 10 = 1)

Теперь найдем h:

h = 36 м

Таким образом, высота, на которой кинетическая энергия тела станет равной потенциальной энергии, равна 36 метрам.

Теперь проверим единицы измерения:

• Кинетическая энергия (КЭ) измеряется в джоулях (Дж),
• Потенциальная энергия (ПЭ) также измеряется в джоулях (Дж),
• Масса (m) в килограммах (кг),
• Ускорение (g) в метрах на секунду в квадрате (м/с²),
• Высота (h) в метрах (м).

Все единицы измерения согласованы, и мы пришли к правильному результату.