Яблоко массой 200 г падает вертикально вниз с балкона, который находится на высоте 16 м относительно поверхности Земли. Какова полная потенциальная и кинетическая энергия яблока, когда оно находится на высоте 1 м над землёй?

Физика 7 класс Энергия механическая потенциальная энергия яблока кинетическая энергия яблока физика 7 класс падение яблока энергия на высоте закон сохранения энергии Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассчитать как потенциальную, так и кинетическую энергию яблока, когда оно находится на высоте 1 м над землёй.

Шаг 1: Рассчитаем потенциальную энергию (PE)

Потенциальная энергия определяется по формуле:

PE = m * g * h

• m - масса объекта (в килограммах)
• g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²)
• h - высота над уровнем земли (в метрах)

В нашем случае:

• m = 200 г = 0.2 кг (переведем граммы в килограммы)
• g = 9.81 м/с²
• h = 1 м

Подставим значения в формулу:

PE = 0.2 * 9.81 * 1 = 1.962 Дж

Шаг 2: Рассчитаем кинетическую энергию (KE)

Кинетическая энергия определяется по формуле:

KE = 0.5 * m * v²

Для того чтобы найти кинетическую энергию, нам нужно сначала определить скорость яблока, когда оно находится на высоте 1 м.

Шаг 3: Найдем скорость яблока

Сначала определим, сколько высоты яблоко упало. Начальная высота - 16 м, конечная высота - 1 м. Следовательно, высота падения:

h_drop = 16 м - 1 м = 15 м

Используем закон сохранения механической энергии. Полная механическая энергия в начале равна полной механической энергии в конце:

PE_initial = KE_final + PE_final

Потенциальная энергия в начале (на высоте 16 м):

PE_initial = m * g * h_initial = 0.2 * 9.81 * 16 = 31.392 Дж

Потенциальная энергия на высоте 1 м:

PE_final = 0.2 * 9.81 * 1 = 1.962 Дж

Теперь подставим в уравнение:

31.392 = KE_final + 1.962

KE_final = 31.392 - 1.962 = 29.43 Дж

Шаг 4: Подводим итоги

Теперь мы можем подвести итог:

• Потенциальная энергия (PE) на высоте 1 м: 1.962 Дж
• Кинетическая энергия (KE) на высоте 1 м: 29.43 Дж

Таким образом, когда яблоко находится на высоте 1 м над землёй, его потенциальная энергия составляет 1.962 Дж, а кинетическая энергия - 29.43 Дж.