Дано:
Масса шара, m = 200 г = 0.2 кг
Высота, на которой шар находится, h = 80 м
Ускорение свободного падения, g = 9.81 м/с^2
а) Начальная потенциальная энергия шара определяется формулой:
Ep = mgh
Ep = 0.2 * 9.81 * 80
Ep = 156.96 Дж
б) На какой высоте кинетическая энергия шара равна его потенциальной энергии?
На любой высоте кинетическая энергия шара равна его потенциальной энергии.
Это происходит в соответствии с законом сохранения механической энергии.
в) Чему будет равна скорость шара в момент, когда его кинетическая энергия будет равна его потенциальной энергии?
Кинетическая энергия шара определяется формулой:
Ek = (1/2) * mv^2
Приравниваем кинетическую энергию к потенциальной:
(1/2) * mv^2 = mgh
Отсюда можно выразить скорость v:
v^2 = 2gh
v = √(2gh)
v = √(2*9.81*80)
v ≈ √(1569.6)
v ≈ 39.6 м/с
Ответ:
а) Начальная потенциальная энергия шара равна 156.96 Дж.
б) Кинетическая энергия шара равна его потенциальной энергии на любой высоте.
в) Скорость шара в момент, когда его кинетическая энергия равна его потенциальной энергии, примерно равна 39.6 м/с.