Вопрос школьника
Кувалда массой 2 кг поднята на высоту 2 м. Какой потенциальной энергией она при этом обладает? Какую работу она может совершить при опускании?
Ответ от учителя
Потенциальная энергия тела находится в зависимости от его массы, высоты и ускорения свободного падения. Формула для расчета потенциальной энергии выглядит следующим образом:
Ep = mgh
где Ep — потенциальная энергия, m — масса тела, g — ускорение свободного падения (принимается равным 9,8 м/с²), h — высота подъема тела.
Подставляя известные значения, получаем:
Ep = 2 кг * 9,8 м/с² * 2 м = 39,2 Дж
Таким образом, кувалда при подъеме на высоту 2 м обладает потенциальной энергией 39,2 Дж.
При опускании кувалда может совершить работу, которая также вычисляется по формуле:
A = Ep1 — Ep2
где A — работа, Ep1 — начальная потенциальная энергия, Ep2 — конечная потенциальная энергия.
Если кувалда опускается на ту же высоту, то начальная и конечная потенциальная энергии равны, и работа, которую она может совершить, будет равна нулю. Если же кувалда опускается на меньшую высоту, то ее конечная потенциальная энергия будет меньше начальной, и она сможет совершить работу, равную разности этих энергий. Например, если кувалда опускается на высоту 1 м, то ее конечная потенциальная энергия будет равна:
Ep2 = 2 кг * 9,8 м/с² * 1 м = 19,6 Дж
Тогда работа, которую кувалда может совершить при опускании на 1 м, будет равна:
A = 39,2 Дж — 19,6 Дж = 19,6 Дж
Таким образом, кувалда может совершить работу в размере 19,6 Дж при опускании на высоту 1 м.
