Какую потенциальную энергию имеет 1,0 м3 воды горной реки, если высота падения воды составляет h = 320 м? Как эта энергия соотносится с кинетической энергией автомобиля массой m = 10 т, движущегося со скоростью v = 54 км/ч?

Физика 8 класс Потенциальная и кинетическая энергия потенциальная энергия воды энергия автомобиля физика 8 класс высота падения воды кинетическая энергия автомобиля расчет энергии энергия в физике механика 8 класс Новый

Для решения данной задачи нам необходимо рассчитать потенциальную энергию воды, а затем сравнить её с кинетической энергией автомобиля.

Шаг 1: Рассчитаем потенциальную энергию воды.

Формула для расчета потенциальной энергии (PE) выглядит следующим образом:

PE = m * g * h

где:

• m - масса воды (в кг),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²),
• h - высота падения (в м).

Объем воды составляет 1,0 м³. Поскольку плотность воды равна 1000 кг/м³, мы можем найти массу воды:

m = объем * плотность = 1,0 м³ * 1000 кг/м³ = 1000 кг.

Теперь подставим значения в формулу:

PE = 1000 кг * 9,81 м/с² * 320 м.

PE = 1000 * 9,81 * 320 = 3139200 Дж (джоулей).

Шаг 2: Рассчитаем кинетическую энергию автомобиля.

Формула для расчета кинетической энергии (KE) выглядит следующим образом:

KE = (m * v²) / 2

где:

• m - масса автомобиля (в кг),
• v - скорость автомобиля (в м/с).

Масса автомобиля составляет 10 т, что равно 10000 кг.

Скорость автомобиля задана в км/ч, поэтому сначала переведем её в м/с:

v = 54 км/ч = 54 * (1000 м / 3600 с) = 15 м/с.

Теперь подставим значения в формулу:

KE = (10000 кг * (15 м/с)²) / 2.

KE = (10000 * 225) / 2 = 1125000 Дж (джоулей).

Шаг 3: Сравним потенциальную энергию воды и кинетическую энергию автомобиля.

Теперь у нас есть:

• Потенциальная энергия воды: 3139200 Дж.
• Кинетическая энергия автомобиля: 1125000 Дж.

Мы видим, что потенциальная энергия воды значительно больше кинетической энергии автомобиля. Чтобы быть точным:

3139200 Дж (потенциальная энергия) > 1125000 Дж (кинетическая энергия).

Таким образом, потенциальная энергия воды, падающей с высоты 320 м, составляет 3139200 Дж, что намного больше кинетической энергии автомобиля массой 10 т, движущегося со скоростью 54 км/ч.