дано:
m = 0.1 кг (масса камня)
h = 5 м (высота)
v = 9 м/с (скорость в момент удара)
g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения)
вопросы:
1) Какова потенциальная энергия камня в момент его сбрасывания?
2) Какова кинетическая энергия камня в момент удара о землю?
3) Сохранялась ли механическая энергия камня во время падения?
решение:
1) Потенциальная энергия в момент сбрасывания:
E_pot_initial = m * g * h
E_pot_initial = 0.1 * 9.81 * 5 = 4.905 Дж
2) Кинетическая энергия в момент удара:
E_kin_final = (1/2) * m * v^2
E_kin_final = (1/2) * 0.1 * (9^2)
E_kin_final = (1/2) * 0.1 * 81 = 4.05 Дж
3) Проверим сохранение механической энергии:
В начале у нас есть только потенциальная энергия:
E_total_initial = E_pot_initial = 4.905 Дж
В момент удара у нас есть только кинетическая энергия:
E_total_final = E_kin_final = 4.05 Дж
Так как E_total_initial ≠ E_total_final, механическая энергия не сохранялась из-за работы силы трения воздуха.
ответ:
1) Потенциальная энергия камня в момент сбрасывания равна 4.905 Дж.
2) Кинетическая энергия камня в момент удара о землю равна 4.05 Дж.
3) Механическая энергия камня не сохранялась во время падения.