Шарик массой 200 г падает с высоты

Задание 4. Шарик массой 200 г падает с высоты 20 м с начальной скоростью, равной нулю. Какова его кинетическая энергия в момент перед ударом о землю, если потеря энергии за счёт сопротивления воздуха составила 4 Дж?

Сначала переведем все единицы в систему СИ, т.е. 200 г в килограммы и получим 0,2 кг – масса шарика.

Потерю энергии за счет сопротивления воздуха обозначим через Дж. Очевидно, что потеря энергии будет равна разности между начальным значением энергии, которой обладал шарик перед падением и конечной перед моментом удара.

Начальная энергия будет соответствовать потенциальной энергией равной

,

где — масса шарика; — высота; — ускорение свободного падения. Конечная энергия будет соответствовать кинетической энергии . Получаем выражение

.

Из последнего выражения найдем кинетическую энергию шарика перед ударом об землю:

Дж.

Задание 3. Шарик массой 200 г падает с высоты 50 м с начальной скоростью, равной нулю. Чему равна его кинетическая энергия в момент перед падением на землю, если потеря энергии за счёт сопротивления воздуха составила 10 Дж?

Если бы не было сопротивления воздуха, то кинетическая энергия в момент перед ударом была бы равна начальной потенциальной энергии груза, то есть,

Дж.

Так как 10 Дж составляют потери энергии, то кинетическая энергия с учетом сопротивления воздуха

Дж.

Ответ или решение 1

m = 200 г = 0,2 кг.

Согласно закону сохранения энергии, при падении шарик обладает только потенциальной энергией Еп, значение, которой определяется формулой: Еп = m *g *h, где m — масса шарика, g — ускорение свободного падения, h — высота падения.

Во время падения шарика, часть потенциальной энергии Еп переходит в кинетическую энергию Ек, а часть на преодоление силы сопротивления Епот.

Читайте также:  Процессор intel atom d2500

Ек = m *g *h — Епот.

Ек = 0,2 кг *9,8 м/с^2 *20 м — 4 Дж = 35,2 Дж.

Ответ: во время удара о землю шарик будет иметь кинетическую энергию Ек = 35,2 Дж.

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *