Тело массой 1 кг падает с высоты 10 м. Найдите его потенциальную энергию в начале падения и кинетическую энергию перед ударом о землю (без учёта сопротивления воздуха).
Для решения задачи о потенциальной и кинетической энергии тела, падающего с высоты, воспользуемся формулами для расчета этих энергий.
Потенциальная энергия (PE) в начале падения рассчитывается по формуле:
\[ PE = m \cdot g \cdot h \]
где:
- \( m \) — масса тела (1 кг),
- \( g \) — ускорение свободного падения (примерно \( 9.81 \, \text{м/с}^2 \)),
- \( h \) — высота (10 м).
Подставим значения в формулу:
\[ PE = 1 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \cdot 10 \, \text{м} = 98.1 \, \text{Дж} \]
Таким образом, потенциальная энергия тела в начале падения составляет 98.1 Дж.
Кинетическая энергия (KE) перед ударом о землю рассчитывается с помощью закона сохранения энергии. На момент удара вся потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию.
Поэтому кинетическая энергия также равна 98.1 Дж в момент перед ударом о землю:
\[ KE = PE = 98.1 \, \text{Дж} \]
Подытожим:
- Потенциальная энергия в начале падения: 98.1 Дж.
- Кинетическая энергия перед ударом о землю: 98.1 Дж.
