Вопрос школьника
Тело массой 2 кг, находящееся на высоте 3 м, обладает энергией, равной 80 Дж. Чему равна кинетическая энергия тела на этой высоте; скорость тела?
Ответ от учителя
Первым шагом необходимо вычислить потенциальную энергию тела на высоте 3 м. Для этого воспользуемся формулой:
Ep = mgh
где Ep — потенциальная энергия, m — масса тела, g — ускорение свободного падения (принимаем его равным 9,8 м/с²), h — высота.
Ep = 2 кг * 9,8 м/с² * 3 м = 58,8 Дж
Теперь можно вычислить кинетическую энергию тела на этой высоте, используя закон сохранения энергии:
Ep + Ek = const
где Ek — кинетическая энергия.
Так как тело находится на высоте, то его скорость равна нулю, следовательно, кинетическая энергия на этой высоте равна нулю.
Для вычисления скорости тела на этой высоте воспользуемся формулой:
Ek = mv²/2
где v — скорость тела.
Подставляем известные значения:
80 Дж = 2 кг * v²/2
v² = 80 Дж * 2 / 2 кг
v² = 80 м²/с²
v = √80 м/с ≈ 8,9 м/с
Таким образом, кинетическая энергия тела на высоте 3 м равна нулю, а его скорость составляет около 8,9 м/с.
