- Кинетическая энергия шарика вычисляется по формуле: ( E_k = \frac{1}{2} m v^2 ), где ( m = 0.3 кг ) - масса шарика, ( v = 0.12 м/с ) - скорость шарика.
( E_k = \frac{1}{2} \times 0.3 \times (0.12)^2 = 0.00216 Дж = 2.16 мкДж ).
- Потенциальная энергия детали определяется как ( E_p = mgh ), где ( m ) - масса детали, ( g = 9.81 м/с^2 ) - ускорение свободного падения, ( h = 4 м ) - высота детали.
Переведем объем в массу: ( m = V \times \rho = 5 дм^3 \times 1000 кг/м^3 = 5000 кг ).
( E_p = 5000 \times 9.81 \times 4 = 196800 Дж ).
- Работа силы трения равна изменению кинетической энергии автомобиля. Первоначальная кинетическая энергия: ( E_{k1} = \frac{1}{2} m v_1^2 ), где ( m = 5 т = 5000 кг ), ( v_1 = 54 км/ч = 15 м/с ).
( E_{k1} = \frac{1}{2} \times 5000 \times 15^2 = 562500 Дж ).
Конечная кинетическая энергия: ( E_{k2} = \frac{1}{2} m v_2^2 ), где ( v_2 = 36 км/ч = 10 м/с ).
( E_{k2} = \frac{1}{2} \times 5000 \times 10^2 = 250000 Дж ).
Работа силы трения: ( W = \Delta E_k = E_{k1} - E_{k2} = 312500 Дж = 312.5 кДж ).
- Изменение кинетической энергии парашютиста равно нулю, так как скорость постоянная. Потенциальная энергия парашютиста равна изменению потенциальной энергии.
Изменение потенциальной энергии: ( \Delta E_p = mgh = 90 \times 9.81 \times 4 = 3528 Дж = 3.528 кДж ).