a) Дано:
Масса мяча, m = 500 г = 0.5 кг
Высота падения, h = 10 м
Ускорение свободного падения, g = 10 Н/кг
Найти:
a) Потенциальную энергию мяча в момент начала падения.
Решение:
Потенциальная энергия рассчитывается по формуле:
Ep = m * g * h
Подставим известные значения:
Ep = 0.5 кг * 10 Н/кг * 10 м
Ep = 50 Дж
Ответ:
Потенциальная энергия мяча в момент начала падения составляет 50 Дж.
b) Закон сохранения механической энергии формулируется следующим образом:
Кинетическая энергия + Потенциальная энергия = Константа
с) Для определения кинетической энергии мяча в нижней точке траектории движения используем закон сохранения механической энергии:
Ep(начальная) + Ek(начальная) = Ep(конечная) + Ek(конечная)
Так как на высоте 0 потенциальная энергия равна 0, то Ep(конечная) = 0. Поэтому Ek(конечная) = Ep(начальная)
d) Сначала найдем кинетическую энергию мяча в нижней точке траектории:
Ek = Ep(начальная) = 50 Дж
Теперь мы можем выразить скорость мяча в нижней точке траектории, используя формулу для кинетической энергии:
Ek = (m * v^2) / 2
50 = (0.5 * v^2) / 2
50 = 0.25 * v^2
v^2 = 50 * 2 / 0.25
v^2 = 400
v = √400
v = 20 м/c
Ответ:
а) Потенциальная энергия мяча в момент начала падения составляет 50 Дж.
с) Кинетическая энергия мяча в нижней точке траектории движения также равна 50 Дж.
d) Скорость мяча в нижней точке траектории составляет 20 м/с.