Шарик массой 200г начинает падать с высоты 15 м из состояния покоя. Какова его кинетическая энергия в момент падения на землю, если сопротивление воздуха пренебрежимо мало?
Чтобы найти кинетическую энергию шарика в момент, когда он падает на землю, необходимо воспользоваться законом сохранения энергии. Начальная потенциальная энергия, которую шарик имеет на высоте 15 м, преобразуется в кинетическую энергию в момент удара о землю.
Определим потенциальную энергию (PE). Она рассчитывается по формуле:
\[ PE = mgh \]
где:
- \( m \) — масса шарика (в килограммах),
- \( g \) — ускорение свободного падения (приблизительно \( 9.81 \, \text{м/c}^2 \)),
- \( h \) — высота падения (в метрах).
Поскольку масса шарика составляет 200 г, это равно 0.2 кг. Высота составляет 15 м. Подставим значения в формулу:
\[ PE = 0.2 \, \text{кг} \times 9.81 \, \text{м/c}^2 \times 15 \, \text{м} \]
\[ PE = 0.2 \times 9.81 \times 15 \]
\[ PE = 29.43 \, \text{Дж} \]
Кинетическая энергия (KE) в момент падения на землю будет равна начальной потенциальной энергии, так как сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Таким образом, кинетическая энергия шарика на момент удара о землю также составляет:
\[ KE = 29.43 \, \text{Дж} \]
Итак, кинетическая энергия шарика в момент падения на землю равна 29.43 Дж.
