дано:
масса камня m = 3 кг,
высота h = 20 м,
скорость перед ударом v = 16 м/с.
найти:
а) потенциальную энергию в начале движения,
б) кинетическую энергию камня непосредственно перед ударом о землю,
в) работу силы сопротивления воздуха.
решение:
а) Потенциальная энергия (PE) в начале движения рассчитывается по формуле:
PE = m * g * h,
где g - ускорение свободного падения (g ≈ 9.81 м/с²).
Подставим значения:
PE = 3 кг * 9.81 м/с² * 20 м = 588.6 Дж.
б) Кинетическая энергия (KE) камня непосредственно перед ударом о землю рассчитывается по формуле:
KE = (1/2) * m * v^2.
Подставим значения:
KE = (1/2) * 3 кг * (16 м/с)^2 = (1/2) * 3 * 256 = 384 Дж.
в) Работа силы сопротивления воздуха (W_air) равна разности между потенциальной энергией в начале и кинетической энергией перед ударом:
W_air = PE - KE.
Подставим значения:
W_air = 588.6 Дж - 384 Дж = 204.6 Дж.
ответ:
а) Потенциальная энергия в начале движения равна 588.6 Дж.
б) Кинетическая энергия камня перед ударом о землю равна 384 Дж.
в) Работа силы сопротивления воздуха равна 204.6 Дж.