Какова кинетическая энергия тела массой 2 кг, когда оно падает с высоты 30 м и достигает высоты 15 м, а также в момент, когда оно падает на землю?

Физика 8 класс Законы сохранения энергии кинетическая энергия тело масса 2 кг высота 30 м высота 15 м падение на землю Новый

Чтобы рассчитать кинетическую энергию тела в указанных ситуациях, нам сначала нужно понять, что кинетическая энергия (КЭ) определяется по формуле:

КЭ = 0.5 * m * v^2

где:

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

Однако, чтобы найти скорость тела в момент, когда оно падает с высоты, мы можем использовать закон сохранения механической энергии. Потенциальная энергия (ПЭ) в начале падения преобразуется в кинетическую энергию (КЭ) при падении.

Потенциальная энергия (ПЭ) вычисляется по формуле:

ПЭ = m * g * h

где:

• g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²),
• h - высота (в метрах).

Теперь рассмотрим каждую ситуацию:

1. Когда тело падает с высоты 30 м до высоты 15 м:

Сначала найдем потенциальную энергию на высоте 30 м:

ПЭ(30) = 2 кг * 9.81 м/с² * 30 м = 588.6 Дж

Теперь найдем потенциальную энергию на высоте 15 м:

ПЭ(15) = 2 кг * 9.81 м/с² * 15 м = 294.3 Дж

Разница в потенциальной энергии между высотой 30 м и высотой 15 м превращается в кинетическую энергию:

КЭ = ПЭ(30) - ПЭ(15) = 588.6 Дж - 294.3 Дж = 294.3 Дж

Таким образом, кинетическая энергия тела на высоте 15 м составляет 294.3 Дж.

2. Когда тело падает на землю:

Когда тело достигает земли (высота 0 м), вся потенциальная энергия на высоте 30 м превращается в кинетическую энергию:

КЭ(земля) = ПЭ(30) = 588.6 Дж

Таким образом, кинетическая энергия тела в момент, когда оно падает на землю, составляет 588.6 Дж.

Итак, итоговые результаты:

• Кинетическая энергия на высоте 15 м: 294.3 Дж
• Кинетическая энергия при падении на землю: 588.6 Дж