Свободно падающее тело массой 2кг начало свое падение с высоты 100м . найти кинетическую , потенциальную и полную механическую энергию тела через 1 секунду после начала падения

5 Апр 2020 в 19:41
124 +1
0
Ответы
1

Для того чтобы найти кинетическую, потенциальную и полную механическую энергию тела через 1 секунду после начала падения, используем формулы для энергии.

Начнем с потенциальной энергии тела:
Eпот=m⋅g⋅hE_{пот} = m \cdot g \cdot hEпот =mgh,
где m - масса тела, g - ускорение свободного падения, h - высота.

Eпот=2⋅9.81⋅100=1962ДжE_{пот} = 2 \cdot 9.81 \cdot 100 = 1962 ДжEпот =29.81100=1962Дж.

Теперь вычислим кинетическую энергию тела:
Eкин=m⋅v22E_{кин} = \frac{m \cdot v^2}{2}Eкин =2mv2 ,
где v - скорость тела.

Чтобы найти скорость тела через 1 секунду, воспользуемся законом сохранения энергии:
E<em>пот+E</em>кин=constE<em>{пот} + E</em>{кин} = constE<em>пот+E</em>кин=const,
m⋅g⋅h+m⋅v22=constm \cdot g \cdot h + \frac{m \cdot v^2}{2} = constmgh+2mv2 =const,
2⋅9.81⋅100+2⋅v22=const2 \cdot 9.81 \cdot 100 + \frac{2 \cdot v^2}{2} = const29.81100+22v2 =const,
1962+v2=const1962 + v^2 = const1962+v2=const.

После 1 секунды начала падения, тело проходит s=12⋅g⋅t2=12⋅9.81⋅12=4.905мs = \frac{1}{2} \cdot g \cdot t^2 = \frac{1}{2} \cdot 9.81 \cdot 1^2 = 4.905 мs=21 gt2=21 9.8112=4.905м, значит, его высота становится 100−4.905=95.095м100 - 4.905 = 95.095 м1004.905=95.095м.

Тогда:
1962+v2=2⋅9.81⋅95.095+2⋅v22=1863.657+v21962 + v^2 = 2 \cdot 9.81 \cdot 95.095 + \frac{2 \cdot v^2}{2} = 1863.657 + v^21962+v2=29.8195.095+22v2 =1863.657+v2,
1962=1863.6571962 = 1863.6571962=1863.657,
v=98.343=9.917м/сv = \sqrt{98.343} = 9.917 м/сv=98.343 =9.917м/с.

Теперь рассчитаем кинетическую энергию:
Eкин=2⋅9.91722=98.16ДжE_{кин} = \frac{2 \cdot 9.917^2}{2} = 98.16 ДжEкин =229.9172 =98.16Дж.

Наконец, найдем полную механическую энергию:
E<em>полн=E</em>пот+Eкин=1962+98.16=2060.16ДжE<em>{полн} = E</em>{пот} + E_{кин} = 1962 + 98.16 = 2060.16 ДжE<em>полн=E</em>пот+Eкин =1962+98.16=2060.16Дж.

Итак, через 1 секунду после начала падения, кинетическая энергия тела составляет 98.16 Дж, потенциальная энергия - 1962 Дж, а полная механическая энергия - 2060.16 Дж.

18 Апр 2024 в 14:35
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир