С какой высоты свободно падает шарик массой 300г если кинетическая энергия шарика у поверхности земли равна 3 дж?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи можно использовать закон сохранения механической энергии.

Изначально у шарика имеется только кинетическая энергия. Поэтому можно записать:

(E_{\text{кин}} = \frac{1}{2}mv^2),

где (E_{\text{кин}}) - кинетическая энергия шарика, (m = 0.3) кг - масса шарика, (v) - скорость шарика.

Так как (E_{\text{кин}} = 3) Дж, то (3 = \frac{1}{2} \cdot 0.3 \cdot v^2), откуда (v^2 = \frac{3}{0.3} = 10). Следовательно, скорость шарика при падении будет равна 10 м/с.

На высоте (h) у шарика не будет кинетической энергии, и его полная механическая энергия будет равна потенциальной энергии:

(E_{\text{п}} = mgh),

где (E_{\text{п}}) - потенциальная энергия шарика, (g = 9.8) м/с² - ускорение свободного падения, (h) - высота, с какой падает шарик.

Зная, что полная энергия в начальной точке равна кинетической энергии, можно записать:

(E{\text{п}} = E{\text{кин}} = 3) Дж.

Таким образом, (mgh = 3), откуда (h = \frac{3}{0.3 \cdot 9.8} = \frac{3}{2.94} ≈ 1.02) метра.

Таким образом, шарик должен быть отпущен с высоты около 1.02 метра, чтобы свободно упасть на поверхность земли с кинетической энергией 3 Дж.