Баскетбольний м*яч вільно масою 600 г падає з висоти 6 м. Визначити потенціальну та кінетичну енергію м*яча на висоті 4 м від поверхні землі.
Ответы
Відповідь:
Потенціальна енергія м'яча на висоті h відносно поверхні землі обчислюється за формулою:
Ep = mgh
де m - маса м'яча, g - прискорення вільного падіння, h - висота відносно поверхні землі.
Кінетична енергія м'яча визначається за формулою:
Ek = mv^2/2
де v - швидкість м'яча.
Спочатку знайдемо потенціальну енергію м'яча на висоті 6 м:
Ep1 = (0.6 кг) * 9.81 м/с^2 * 6 м = 35.256 Дж
Тепер визначимо потенціальну енергію м'яча на висоті 4 м:
Ep2 = (0.6 кг) * 9.81 м/с^2 * 4 м = 23.504 Дж
Для того, щоб визначити кінетичну енергію м'яча на висоті 4 м, нам необхідно знати його швидкість. За законом збереження енергії, потенціальна енергія на висоті 6 м повинна дорівнювати сумі потенціальної та кінетичної енергії на висоті 4 м:
Ep1 = Ep2 + Ek2
Ek2 = Ep1 - Ep2 = 35.256 Дж - 23.504 Дж = 11.752 Дж
Тепер можна визначити швидкість м'яча на висоті 4 м за формулою:
Ek2 = mv^2/2
v^2 = 2Ek2/m
v = sqrt(2Ek2/m) = sqrt(2 * 11.752 Дж / 0.6 кг) ≈ 10.86 м/с
Отже, на висоті 4 м потенціальна енергія м'яча становить 23.504 Дж, кінетична енергія - 11.752 Дж, а швидкість - близько 10.86 м/с.