Question

1.Как изменяется потенциальная энергия тела при подъеме его над Землёй?
2.Как изменяется потенциальная энергия тела падающего на Землю? 3.Как изменяется кинетическая энергия тела падающего на Землю?
А)уменьшается ;б)увеличивается ;в) не изменяется

Answer 1

1). Потенциальная энергия тела прямо пропорционально зависит от массы тела, ускорения свободного падения и высоты тела над поверхностью Земли:

                                   $\displaystyle E_{n}=mgh$

При подъеме над Землей высота тела увеличивается, следовательно, увеличивается и потенциальная энергия тела.

2). При падении тела на Землю его высота над Землей уменьшается, следовательно, уменьшается и его потенциальная энергия.

3). Кинетическая энергия тела прямо пропорциональна массе тела и квадрату его скорости:

                                   $\displaystyle E_{k}=\frac{mv^{2}}{2}$

Если не учитывать силу сопротивления воздуха, действующую на тело при его свободном падении в атмосфере Земли, то ответ:

б). Увеличивается

-----------------------------------------

Если же сопротивление воздуха учитывается, то при падении тела на Землю его скорость увеличивается с течением времени до величины, при которой сила сопротивления воздуха, действующая на тело, становится равной действующей на него же силе тяжести.

Другими словами, скорость падения тела в газе (или жидкости) стабилизируется по достижении телом скорости, при которой сила гравитационного притяжения уравновешивается силой сопротивления среды.

На промежутке времени, когда скорость тела растет, его кинетическая энергия увеличивается.

При достижении максимума скорости для данного тела кинетическая энергия перестает расти.

Величина предельной скорости для разных тел различна и зависит от массы (веса) тела и его формы (обтекаемости). Предельная скорость достигается тогда, когда сила сопротивления воздуха становится равной весу тела.

Например, предельная скорость падения дождевых капель будет весьма мала - около 5 км/ч, что соответствует скорости прогулочного шага.  

При свободном падении крупных тел в атмосфере предельная скорость падения достигается очень быстро. Для парашютистов, например, предельная скорость составляет от 190 км/ч при максимальном сопротивлении воздуха, когда они падают плашмя, раскинув руки, до 240 км/ч при нырянии «рыбкой» или «солдатиком».