Question

Задача: на высоте 10 м над землёй поднят, позже сброшен небольшой шарик массой 0,2 кг.
а) вычислите начальную потенциальную энергию шарика
б) вычислите работу силы тяжести во время полёта шарика
в)определите кинетическую энергию шарика при падении (в самом конце)
Пожалуйста, подробное решение.

Answer 1

Дано: h = 10 м, m = 0,2 кг, V0 = 0
Найти: Eп1 - ?, А -?, Ек2 - ?

Решение:
1) Потенциальная энергия существует, если тело находится на каком-то расстоянии от поверхности Земли:
Eп1 = mgh = 0,2*10*10 = 20 Дж
2) Работа силы тяжести считается по формуле А = mgh. Подставляем:
A = mgh = 0,2*10*10 = 20 Дж
3) Кинетическая энергия существует, если тело имеет какую-то скорость, т.е. движется. Будем искать из закона сохранения энергии:
$E_{p_{1}} + E_{k_{1}} = E_{p_{2}} + E_{k_{2}}$
В начальной точке скорость равна нулю - кинетическая энергия равна нулю. В конечной точке высота равна 0 - потенциальная энергия равна нулю
$E_{p_{1}} + 0 = E_{k_{2}} + 0$
$E_{p_{1}} = E_{k_{2}}$
$E_{k_{2}} = 20$ Дж

Ответ: 20 Дж, 20 Дж, 20 Дж