Тело массой 10 кг свободно падает с высоты 20 м из состояния покоя. На какой высоте кинетическая энергия в 3 раза больше потенциальной? Сопротивлением воздуха пренебречь.

20 Июн 2020 в 19:40
128 +1
0
Ответы
1

Кинетическая энергия тела определяется формулой: K = mv^2/2, где m - масса тела, v - скорость тела.

Потенциальная энергия тела в данном случае равна: P = mgh, где h - высота, с которой падает тело.

Из условия задачи можно записать уравнение: 3P = K, т.е. 3mgh = mv^2/2. Подставляем известные данные: m = 10 кг, h = 20 м. После сокращения m получаем: 6gh = v^2.

Ускорение свободного падения g примерно равно 9,8 м/с^2. Подставляем это значение и находим скорость v:
6 9,8 20 = v^2,
1176 = v^2,
v ≈ 34,3 м/с.

Теперь найдем, на какой высоте кинетическая энергия в 3 раза больше потенциальной. Для этого воспользуемся законом сохранения механической энергии:
P + K = const.
mgh + mv^2/2 = const.

Пусть на высоте h' кинетическая энергия станет в 3 раза больше потенциальной, тогда:
mgh' = 3mgh,
gh' = 3gh,
h' = 3h = 60 м.

Итак, на высоте 60 м кинетическая энергия будет в 3 раза больше потенциальной.

18 Апр 2024 в 10:57
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