Тело массой 2,5 кг падает с высоты 12 м. Чему равна потенциальной энергии тела на высоте 12 м? 8 м? определите скорость тела в момент падения на землю.
Потенциальная энергия тела на высоте h рассчитывается по формуле: P = m g h, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения (около 9,8 м/c²), h - высота.
На высоте 12 м: P = 2,5 кг 9,8 м/c² 12 м = 294 Дж (джоулей).
На высоте 8 м: P = 2,5 кг 9,8 м/с² 8 м = 196 Дж.
Скорость тела в момент падения на землю можно найти по формуле кинетической энергии: K = m * v² / 2, где K - кинетическая энергия тела, v - скорость тела в момент удара о землю.
Поскольку потенциальная энергия на высоте 12 м равна 294 Дж, а на высоте 8 м - 196 Дж, то разность этих значений даст кинетическую энергию: K = 294 Дж - 196 Дж = 98 Дж.
Так как кинетическая энергия равна механической работе или изменению потенциальной энергии, можно предположить, что вся потенциальная энергия тела на высоте 12 м перешла в кинетическую энергию на высоте 0 м. То есть кинетическая энергия в момент удара о землю равна 294 Дж.
Потенциальная энергия тела на высоте h рассчитывается по формуле:
P = m g h,
где m - масса тела, g - ускорение свободного падения (около 9,8 м/c²), h - высота.
На высоте 12 м:
P = 2,5 кг 9,8 м/c² 12 м = 294 Дж (джоулей).
На высоте 8 м:
P = 2,5 кг 9,8 м/с² 8 м = 196 Дж.
Скорость тела в момент падения на землю можно найти по формуле кинетической энергии:
K = m * v² / 2,
где K - кинетическая энергия тела, v - скорость тела в момент удара о землю.
Поскольку потенциальная энергия на высоте 12 м равна 294 Дж, а на высоте 8 м - 196 Дж, то разность этих значений даст кинетическую энергию:
K = 294 Дж - 196 Дж = 98 Дж.
Так как кинетическая энергия равна механической работе или изменению потенциальной энергии, можно предположить, что вся потенциальная энергия тела на высоте 12 м перешла в кинетическую энергию на высоте 0 м. То есть кинетическая энергия в момент удара о землю равна 294 Дж.
Теперь решаем уравнение:
294 = 2,5 v² / 2,
588 = 2.5 v²,
v² = 235,2,
v ≈ √235,2 ≈ 15,3 м/c.
Таким образом, скорость тела в момент падения на землю составляет примерно 15,3 м/с.