NoNo4. Тело массой 3 кг падает с высоты 40 м до поверхности земли. Определите потенциальную энергию тела на высоте 20 м и в момент падения на землю. Определите работу силы тяжести на этом участке пути.
Ответы
Ответ:
Для решения этой задачи мы можем использовать формулы для потенциальной энергии и работы.
Потенциальная энергия тела на высоте h определяется как E_p = mgh, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения (около 9.81 м/с² на поверхности Земли), h - высота.
Таким образом, потенциальная энергия тела на высоте 20 м будет равна:
E_p1 = mgh = 3 * 9.81 * 20 ≈ 588.6 Дж
Потенциальная энергия тела на поверхности Земли равна нулю, так как h = 0.
Работа силы тяжести на участке пути определяется как W = ΔE_p = E_p2 - E_p1, где E_p2 - потенциальная энергия тела в начальный момент (на высоте 40 м), E_p1 - потенциальная энергия тела в конечный момент (на высоте 20 м).
Потенциальная энергия тела на высоте 40 м равна:
E_p2 = mgh = 3 * 9.81 * 40 ≈ 1177.2 Дж
Следовательно, работа силы тяжести на участке пути от высоты 40 м до высоты 20 м составляет:
W = ΔE_p = E_p2 - E_p1 = 1177.2 - 588.6 ≈ 588.6 Дж
Обратите внимание, что работа силы тяжести на участке пути от высоты 20 м до поверхности Земли равна -588.6 Дж, так как потенциальная энергия уменьшается на этом участке.
Объяснение: