1) Яку зміну повної механічної енергії вантажу відбулося на висоті 400 м, після того як швидкість руху досягла 20 м/с?

Амина

36

Хорошо, давайте начнем с первой задачи.

1) Чтобы найти изменение полной механической энергии груза на высоте 400 м, мы можем использовать формулу для потенциальной энергии. Формула для потенциальной энергии груза на высоте h выглядит так:

\[ E_p = mgh \]

Где Еₚ - потенциальная энергия, m - масса груза, g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с²), а h - высота.

В данном случае даны значения высоты (h = 400 м) и скорости до достижения (v = 20 м/с). Что мы сделаем, это найдем начальную скорость перед достижением этой высоты с помощью формулы кинематики:

\[ v^2 = u^2 + 2as \]

Где v - конечная скорость, u - начальная скорость, a - ускорение (равное ускорению свободного падения g), и s - пройденное расстояние.

Мы можем заменить известные значения в эту формулу:

\[ u^2 = v^2 - 2as = 20^2 - 2 \times 9.8 \times 400 \]

\[ u^2 = 400 - 7840 \]

\[ u^2 = -7440 \]

Поскольку начальная скорость должна быть положительной величиной, мы получаем комплексное значение, что означает, что груз не достигнет этой высоты.

Таким образом, поскольку груз не достиг высоты 400 метров, изменения полной механической энергии (потенциальной + кинетической) не будет.

2) Если груз достигает земли, его высота становится нулевой. Поэтому потенциальная энергия груза также становится нулевой:

\[ E_p = 0 \]

Остается только кинетическая энергия, которая выражается формулой:

\[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \]

Где Eₖ - кинетическая энергия, m - масса груза и v - скорость груза.

Мы знаем, что скорость приземления равна 20 м/с (дано в условии), а масса груза не предоставлена. Поэтому мы не можем точно рассчитать полную механическую энергию груза в момент приземления без информации о его массе.

3) Часть механической энергии груза может быть переключена между потенциальной и кинетической энергией. В данной задаче, поскольку груз не достиг высоты 400 м, изменение потенциальной энергии будет равно нулю. Таким образом, часть начальной кинетической энергии груза была потеряна в виде тепла из-за сопротивления воздуха или других форм энергии, которые не были учтены в условии задачи.

Я надеюсь, что это решение дало вам понятный ответ на все ваши вопросы. Если у вас есть еще вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать.