Дано:
Масса шарика m = 200 г = 0,2 кг.
Высота h = 10 м.
Потеря полной механической энергии = 10%.
Найти:
Кинетическая энергия шарика перед ударом о землю K.
Решение:
1. Найдем потенциальную энергию шарика в момент падения с высоты 10 м. Потенциальная энергия E_p вычисляется по формуле:
E_p = m * g * h,
где g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения.
2. Подставим значения:
E_p = 0,2 * 9,81 * 10 = 19,62 Дж.
3. Полная механическая энергия (потенциальная) до падения равна 19,62 Дж.
4. Потеря энергии из-за сопротивления воздуха составляет 10%. Значит, потеря энергии ΔE равна:
ΔE = 0,1 * E_p = 0,1 * 19,62 = 1,962 Дж.
5. Теперь найдем полную механическую энергию на момент удара о землю. Она будет равна:
E_полная_после_падения = E_p - ΔE = 19,62 - 1,962 = 17,658 Дж.
6. На момент удара о землю вся оставшаяся механическая энергия переходит в кинетическую. Следовательно, кинетическая энергия K будет равна:
K = E_полная_после_падения = 17,658 Дж.
Ответ:
Кинетическая энергия шарика перед ударом о землю равна 17,658 Дж.