После раскрытия парашюта парашютист опускается с постоянной скоростью. Как изменятся в результате этого кинетическая, потенциальная и полная энергия парашютиста?
После раскрытия парашюта парашютист начинает опускаться с постоянной скоростью. Это состояние называется терминальным падением. В этом случае силы, действующие на парашютиста, уравновешивают друг друга: сила тяжести (потенциальная энергия) уравновешивается подъемной силой (вызванной парашютом), что приводит к тому, что результатирующая сила равна нулю.
Кинетическая энергия: При постоянной скорости кинетическая энергия (К.Э.) будет оставаться постоянной. Парашютист не ускоряется, и поэтому его скорость не меняется.
Потенциальная энергия: Потенциальная энергия (П.Э.) будет уменьшаться по мере снижения парашютиста. Она рассчитывается по формуле \( PE = mgh \), где \( m \) — масса парашютиста, \( g \) — ускорение свободного падения, \( h \) — высота. Так как высота \( h \) уменьшается, потенциальная энергия также уменьшается.
Полная энергия: Полная энергия (П.Э.) системы складывается из кинетической и потенциальной энергий. Поскольку кинетическая энергия остается постоянной, а потенциальная энергия уменьшается, полная механическая энергия будет изменяться. Общая энергия во время падения остается постоянной, если не учитывать сопротивление воздуха и другие потери, но для данной ситуации, полная энергия будет оставаться относительно постоянной в пределах небольших колебаний, пока парашютист находится на одной высоте.
Таким образом, в результате раскрытия парашюта:
- Кинетическая энергия остается постоянной.
- Потенциальная энергия уменьшается.
- Полная энергия в целом остается постоянной (если не учитывать потерю энергии на сопротивление воздуха).
