Шар массой 200 г свободно падает с высоты 80 м. Нулевому уровню потенциальной энергии соответствует конечное положение шара. а) Чему равна начальная потенциальная энергия шара? б) На какой высоте кинетическая энергия шара равна его потенциальной энергии? в) Чему будет равна скорость шара в момент, когда его кинетическая энергия будет равна его потенциальной энергии?
от

1 Ответ

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.
от