Определите потенциальную и кинетическую энергию тела массой 3 кг свободно падает с высоты 8 м на расстоянии 1 м от земной поверхности

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Потенциальная энергия тела в начальный момент (на высоте) можно рассчитать по формуле:

Ep = mgh

где m - масса тела, g - ускорение свободного падения (принимаем равным 9,8 м/с^2), h - высота падения.

Ep = 3 кг 9,8 м/с^2 8 м = 235,2 Дж

Кинетическая энергия тела в конечный момент (на расстоянии 1 м от земной поверхности) можно рассчитать по формуле:

Ek = (mv^2) / 2

где m - масса тела, v - скорость тела при ударе о землю.

Поскольку тело падает с высоты, его скорость при ударе на землю можно найти из закона сохранения энергии, приравняв потенциальную энергию в начальный момент к кинетической энергии в конечный момент:

Ep = Ek

mgh = (mv^2) / 2

3 кг 9,8 м/с^2 8 м = (3 кг * v^2) / 2

235,2 Дж = (3 кг * v^2) / 2

470,4 = 3 * v^2

v^2 = 156,8

v = √156,8 = 12,5 м/с

Таким образом, скорость тела при ударе на землю равна 12,5 м/с.

Подставляем полученное значение скорости в формулу для кинетической энергии:

Ek = (3 кг * 12,5^2 м/с^2) / 2 = 234,375 Дж

Таким образом, потенциальная энергия тела в начальный момент равна 235,2 Дж, а кинетическая энергия тела в конечный момент равна 234,375 Дж.