Хлопчик на санчатах з'їжджає з горки висотою 5 м,маса хлопчика з санчатами 40 кг.Дайте відповіді на запитання:
1) Якою енергією володіють санчата на висоті? Знайдіть її значення
2) Які перетворення енергії відбуваються під час руху санчата
3) Якою енергією будуть володіти санчата при з'їзді з горки (внизу при з'їздi)? Знайдіть її значення
4) Знайдіть швидкість санчат в кінці спуску.
Ответы
Ответ:
1. Енергія, якою володіють санчата на висоті, називається потенційною енергією і визначається формулою E = mgh, де m - маса санчат, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м / с²), h - висота. Оскільки висота не вказана, то значення потенційної енергії не може бути визначено.
2. Під час руху санчата відбувається перетворення потенційної енергії в кінетичну енергію. Також можуть відбуватися інші перетворення енергії, наприклад, втрати енергії на тертя між санчатами і поверхнею, теплові втрати тощо.
3. При з'їзді з горки потенційна енергія перетворюється в кінетичну. За законом збереження енергії сума потенційної та кінетичної енергії залишається сталою. Тому, якщо санчата знаходилися на висоті і мали потенційну енергію, то під час з'їзду вниз вони будуть мати кінетичну енергію. Знову ж таки, значення кінетичної енергії залежить від висоти, на якій розташовані санчата і від швидкості з'їзду. Оскільки висота не вказана, то знайдення кінетичної енергії також неможливе.
4. Знайдення швидкості санчат в кінці спуску може бути здійснене з використанням законів збереження енергії та руху. Механічна енергія на початку руху (на висоті) повинна бути рівною механічній енергії в кінці руху (внизу) згідно з законом збереження енергії. Тобто,
механічна енергія на початку руху = механічна енергія в кінці руху
або
мгh = 1/2mv²,
де m - маса санчат, v - швидкість в кінці спуску, g - прискорення вільного падіння, h - висота.
З цієї формули можна вивести вираз для швидкості:
v = (2gh)^(1/2)
Якщо висота рівна 100 м, то швидкість санчат в кінці спуску буде:
v = (2 × 9,8 м / с² × 100 м)^(1/2) ≈ 44,3 м / с
Объяснение: