Какова кинетическая энергия мяча массой 100 г, который бросают вертикально вверх со скоростью 10 м/с, если сопротивление воздуха не учитывается и g=10 Н/кг? Также, запишите формулу закона сохранения механической энергии, определите потенциальную энергию мяча в верхней точке траектории и высоту его подъема.

Физика 8 класс Законы сохранения энергии кинетическая энергия мяча формула закона сохранения энергии потенциальная энергия мяча высота подъема мяча физика 8 класс механическая энергия сопротивление воздуха масса мяча скорость мяча гравитация 10 Н/кг Новый

Давайте разберем задачу шаг за шагом.

Шаг 1: Определение кинетической энергии мяча.

Кинетическая энергия (КЭ) тела определяется по формуле:

КЭ = (m * v^2) / 2

где:

• m - масса тела в килограммах,
• v - скорость тела в метрах в секунду.

В нашем случае масса мяча составляет 100 г, что равно 0.1 кг (так как 1 кг = 1000 г). Скорость мяча v = 10 м/с.

Подставим значения в формулу:

КЭ = (0.1 * (10)^2) / 2 = (0.1 * 100) / 2 = 10 / 2 = 5 Дж.

Таким образом, кинетическая энергия мяча составляет 5 Дж.

Шаг 2: Запись формулы закона сохранения механической энергии.

Закон сохранения механической энергии гласит, что полная механическая энергия системы (сумма кинетической и потенциальной энергии) остается постоянной, если на систему не действуют внешние силы. Формула выглядит так:

КЭ + ПЭ = const

где ПЭ - потенциальная энергия.

Шаг 3: Определение потенциальной энергии мяча в верхней точке траектории.

Потенциальная энергия (ПЭ) определяется по формуле:

ПЭ = m * g * h

где:

• g - ускорение свободного падения (в нашем случае g = 10 Н/кг),
• h - высота подъема в метрах.

В верхней точке траектории вся кинетическая энергия превращается в потенциальную, поэтому:

ПЭ = КЭ = 5 Дж.

Теперь можем выразить высоту h:

5 = 0.1 * 10 * h.

Решим это уравнение для h:

h = 5 / (0.1 * 10) = 5 / 1 = 5 м.

Итак, подводя итоги:

• Кинетическая энергия мяча составляет 5 Дж.
• Формула закона сохранения механической энергии: КЭ + ПЭ = const.
• Потенциальная энергия мяча в верхней точке траектории равна 5 Дж.
• Высота подъема мяча составляет 5 метров.