Для решения задачи найдем кинетическую энергию предмета в верхней точке круглого участка траектории.
- Определим потенциальную энергию в высшей точке.
Потенциальная энергия (PE) в точке 1 (высота = 5 м) рассчитывается по формуле:
[
PE = m \cdot g \cdot h,
]
где:
- ( m = 0.8 , \text{кг} ) (масса предмета, переведенная из грамм),
- ( g = 10 , \text{м/с}^2 ) (ускорение свободного падения),
- ( h = 5 , \text{м} ) (высота).
Подставляем значения:
[
PE = 0.8 , \text{кг} \cdot 10 , \text{м/с}^2 \cdot 5 , \text{м} = 40 , \text{Дж}.
]
- Определим высоту в верхней точке круглого участка.
Радиус круглого участка ( R = 0.25 , \text{м} ). В верхней точке этого участка высота будет ( h_{\text{верх}} = 5 , \text{м} - 0.25 , \text{м} = 4.75 , \text{м} ).
Теперь найдем потенциальную энергию в верхней точке:
[
PE_{\text{верх}} = m \cdot g \cdot h_{\text{верх}} = 0.8 , \text{кг} \cdot 10 , \text{м/с}^2 \cdot 4.75 , \text{м} = 38 , \text{Дж}.
]
- Определим изменение потенциальной энергии.
Разница между потенциальной энергией в начальной точке и потенциальной энергией в верхней точке:
[
\Delta PE = PE - PE_{\text{верх}} = 40 , \text{Дж} - 38 , \text{Дж} = 2 , \text{Дж}.
]
- Определим кинетическую энергию в верхней точке.
Поскольку энергия сохраняется (в отсутствии трения или других воздействий), то потеря потенциальной энергии превратится в кинетическую. В верхней точке круглого участка траектории кинетическая энергия (KE) будет равна этой разнице:
[
KE = \Delta PE = 2 , \text{Дж}.
]
Таким образом, кинетическая энергия предмета в верхней точке круглого участка составляет 2 Дж.