1. Какова общая механическая энергия камня на высоте 5 м при падении с высоты 20 м без начальной скорости? Предположим

Margarita_239

17

1. Чтобы решить данную задачу, мы воспользуемся законом сохранения механической энергии. Общая механическая энергия (\(E\)) камня на высоте 5 м равна его потенциальной энергии (\(E_{\text{пот}}\)) плюс его кинетической энергии (\(E_{\text{кин}}\)):

\[E = E_{\text{пот}} + E_{\text{кин}}\]

На данной высоте камень не имеет кинетической энергии, так как его начальная скорость равна нулю. Таким образом, \(E_{\text{кин}} = 0\). Потенциальная энергия (\(E_{\text{пот}}\)) камня на высоте \(h\), где \(h\) - высота, определяется следующим образом:

\[E_{\text{пот}} = m \cdot g \cdot h\]

где \(m\) - масса камня, \(g\) - ускорение свободного падения (приближенно равно \(9,8 \, \text{м/с}^2\)).

Подставим известные значения в формулы:

\[E = m \cdot g \cdot h + 0\]

\[E = m \cdot g \cdot 5\]

\[E = 5 \cdot m \cdot 9,8\]

Таким образом, общая механическая энергия камня на высоте 5 м составляет \(49 \cdot m\) Дж (джоулей), где \(m\) - масса камня в килограммах.
Ответ:
Общая механическая энергия камня на высоте 5 м равна \(49 \cdot m\) Дж.

2. Чтобы решить данную задачу, мы воспользуемся законом сохранения импульса. Импульс (\(p\)) тела определяется как произведение его массы (\(m\)) на его скорость (\(v\)):

\[p = m \cdot v\]

При вертикальном падении мешка массой 50 кг на горизонтально движущуюся тележку массой 150 кг, мешок приобретает некоторое вертикальное значение импульса (\(p_{\text{верт}}\)). Импульс пустой тележки равен нулю, так как ее масса не изменяется и она не движется вертикально (\(p_{\text{пуст}} = 0\)).

По закону сохранения импульса:

\[p_{\text{пуст}} + p_{\text{верт}} = p_{\text{пуст}}\]

\[p_{\text{верт}} = 0 - p_{\text{пуст}}\]

\[p_{\text{верт}} = - p_{\text{пуст}}\]

Таким образом, импульс мешка массой 50 кг при вертикальном падении на горизонтально движущуюся тележку массой 150 кг изменится на величину, равную импульсу пустой тележки, но с противоположным знаком.
Ответ:
Импульс мешка массой 50 кг при вертикальном падении на горизонтально движущуюся тележку массой 150 кг изменится на величину, равную импульсу пустой тележки и имеющую противоположное направление.

3. Импульс системы сохраняется, если действующие на систему силы скомпенсированы. То есть, если сумма всех внешних сил, действующих на систему, равна нулю.

Ответ:
При условии, что сумма всех внешних сил, действующих на систему, равна нулю, импульс системы сохраняется.

4. Тело движется по прямой, если на него не действуют боковые силы, которые могут изменить его направление движения. Например, если на тело действуют только силы, направленные вдоль оси движения, то оно будет двигаться по прямой.

Ответ:
Тело движется по прямой, если на него не действуют боковые силы, изменяющие его направление движения.