Дано:
- масса тела (m) = 0.3 кг
- высота падения (h1) = 50 м
- высота, на которой рассматриваем тело (h2) = 30 м
- ускорение свободного падения (g) ≈ 9.81 м/с²
Найти:
- потенциальную энергию (Eпот) на высоте 30 метров
- кинетическую энергию (Eкин) на высоте 30 метров
Решение:
1. Рассчитаем потенциальную энергию (Eпот) на высоте 30 метров:
Eпот = m * g * h2.
Подставим известные значения:
Eпот = 0.3 * 9.81 * 30 = 0.3 * 294.3 = 88.29 Дж.
2. Теперь определим, какую потенциальную энергию имело тело на высоте 50 метров:
Eпот_начальная = m * g * h1.
Eпот_начальная = 0.3 * 9.81 * 50 = 0.3 * 490.5 = 147.15 Дж.
3. Потеря потенциальной энергии при падении с 50 м до 30 м равна:
Потеря Eпот = Eпот_начальная - Eпот = 147.15 - 88.29 = 58.86 Дж.
4. Поскольку на тело действует сила сопротивления, часть этой потенциальной энергии будет преобразована в работу силы сопротивления, а оставшаяся энергия станет кинетической энергией:
Eкин = Потеря Eпот - Работа силы сопротивления.
Предположим, что работа силы сопротивления равна Wсопр = 10 Дж (например, можно использовать любое значение для демонстрации). Тогда:
Eкин = 58.86 - 10 = 48.86 Дж.
Ответ:
На высоте 30 метров потенциальная энергия тела составляет 88.29 Дж, а кинетическая энергия, принимая во внимание силу сопротивления, составляет 48.86 Дж.