Чтобы найти полную механическую энергию снежка, необходимо учесть два компонента: потенциальную энергию и кинетическую энергию.
Потенциальная энергия (Eп) рассчитывается по формуле: \[ Eп = mgh \] где:
- \( m \) — масса (в килограммах),
- \( g \) — ускорение свободного падения (примерно \( 9.81 \, \text{м/с}^2 \)),
- \( h \) — высота (в метрах).
В данном случае, масса снежка \( m = 50 \, \text{г} = 0.05 \, \text{кг} \), высота \( h = 1 \, \text{м} \).
Подставим значения: \[ Eп = 0.05 \, \text{кг} \times 9.81 \, \text{м/с}^2 \times 1 \, \text{м} = 0.4905 \, \text{Дж} \]
Кинетическая энергия (Eк) рассчитывается по формуле: \[ Eк = \frac{mv^2}{2} \] где:
- \( v \) — скорость (в метрах в секунду).
В нашем случае, скорость \( v = 2 \, \text{м/с} \).
Подставим значения: \[ Eк = \frac{0.05 \, \text{кг} \times (2 \, \text{м/с})^2}{2} = \frac{0.05 \times 4}{2} = 0.1 \, \text{Дж} \]
Полная механическая энергия (E) — это сумма потенциальной и кинетической энергии: \[ E = Eп + Eк \]
Подставим рассчитанные значения: \[ E = 0.4905 \, \text{Дж} + 0.1 \, \text{Дж} = 0.5905 \, \text{Дж} \]
Таким образом, полная механическая энергия снежка составляет 0.5905 Дж.