Тело массой 500 г начинает падать на землю с высоты 20 м. Сопротивление воздуха можно не учитывать.

а) Какова потенциальная энергия тела на начальной высоте?

б) Какова скорость тела в момент падения?

в) На какой высоте кинетическая энергия тела составит 50 Дж?

Физика 9 класс Энергия и механика потенциальная энергия скорость тела кинетическая энергия Падение тела физика высота масса сопротивление воздуха энергия тела механика Новый

Привет! Давай разберёмся с этой задачей!

Итак, у нас есть тело массой 500 г (или 0.5 кг) и высота 20 м. Начнём с первого вопроса:

1. Какова потенциальная энергия тела на начальной высоте?

Потенциальная энергия (PE) рассчитывается по формуле:

PE = m * g * h

где:

• m = 0.5 кг (масса тела)
• g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения)
• h = 20 м (высота)

Подставляем значения:

PE = 0.5 кг * 9.81 м/с² * 20 м = 98.1 Дж

Ответ: Потенциальная энергия на высоте 20 м составляет 98.1 Дж.

2. Какова скорость тела в момент падения?

Когда тело падает, вся потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию (KE) в момент удара о землю. Кинетическая энергия рассчитывается по формуле:

KE = 0.5 * m * v²

Приравниваем потенциальную и кинетическую энергии:

98.1 Дж = 0.5 * 0.5 кг * v²

Решим это уравнение для скорости v:

v² = (98.1 Дж) / (0.25 кг) = 392.4

v = √392.4 ≈ 19.8 м/с

Ответ: Скорость тела в момент падения составляет примерно 19.8 м/с.

3. На какой высоте кинетическая энергия тела составит 50 Дж?

Снова используем формулу для кинетической энергии:

50 Дж = 0.5 * 0.5 кг * v²

Решим уравнение для v²:

v² = (50 Дж) / (0.25 кг) = 200

v = √200 ≈ 14.14 м/с

Теперь найдем высоту, на которой эта скорость будет достигнута. Потенциальная энергия на высоте h будет равна разнице между начальной потенциальной энергией и кинетической энергией:

PE_initial - KE = m * g * h

98.1 Дж - 50 Дж = 0.5 кг * 9.81 м/с² * h

48.1 Дж = 4.905 * h

h = 48.1 Дж / 4.905 ≈ 9.8 м

Ответ: Кинетическая энергия тела составит 50 Дж на высоте примерно 9.8 м.

Вот такие крутые расчеты! Надеюсь, тебе было интересно!