а) Какова начальная механическая энергия шара массой 100 г, когда он свободно падает с высоты 5 м? б) Какова

Zvezdnyy_Admiral

22

Хорошо, давайте пошагово решим эту задачу.

а) Чтобы найти начальную механическую энергию (ЭН) шара, мы должны использовать формулу:

\[ ЭН = ПЭ + КЭ \]

Где ЭН - механическая энергия, ПЭ - потенциальная энергия, КЭ - кинетическая энергия.

Для начала, найдем ПЭ шара на высоте 5 м. Потенциальная энергия связана с высотой и массой объекта следующим образом:

\[ ПЭ = m \cdot g \cdot h \]

Где m - масса шара, g - ускорение свободного падения (9,8 м/с²), h - высота.

Подставим известные значения:

\[ ПЭ = 0,1 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с²} \cdot 5 \, \text{м} \]

Вычислим:

\[ ПЭ = 4,9 \, \text{Дж} \]

Теперь найдем КЭ шара в начальный момент времени. Кинетическая энергия определяется следующей формулой:

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

Где v - скорость шара. В начальный момент времени шар не движется, следовательно, его скорость равна нулю.

Подставим известные значения:

\[ КЭ = \frac{1}{2} \cdot 0,1 \, \text{кг} \cdot 0 \, \text{м/с} \]

Вычислим:

\[ КЭ = 0 \, \text{Дж} \]

Теперь сложим потенциальную и кинетическую энергии, чтобы найти начальную механическую энергию:

\[ ЭН = 4,9 \, \text{Дж} + 0 \, \text{Дж} \]

Вычислим:

\[ ЭН = 4,9 \, \text{Дж} \]

Таким образом, начальная механическая энергия шара массой 100 г, когда он свободно падает с высоты 5 м, равна 4,9 Дж.

б) Чтобы найти механическую энергию шара непосредственно перед ударом о землю, мы можем использовать ту же формулу:

\[ ЭН = ПЭ + КЭ \]

Однако, в этом случае у нас нет информации о высоте шара. Поскольку шар падает и ударяется о землю, его потенциальная энергия равна нулю.

Таким образом, механическая энергия шара непосредственно перед ударом о землю будет равна его кинетической энергии. Однако, для более точного ответа, нам нужна информация о скорости шара перед ударом. Если у нас есть эта информация, я могу помочь вам рассчитать кинетическую энергию.

в) Какова кинетическая энергия шара непосредственно перед ударом о землю?

Если у нас есть скорость шара непосредственно перед ударом о землю, мы можем использовать формулу для кинетической энергии:

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

Вставьте известные значения в формулу, где m - масса шара, v - скорость шара.

Например, если у нас есть скорость шара равная 10 м/с, мы можем рассчитать:

\[ КЭ = \frac{1}{2} \cdot 0,1 \, \text{кг} \cdot (10 \, \text{м/с})^2 \]

Расчитаем:

\[ КЭ = \frac{1}{2} \cdot 0,1 \, \text{кг} \cdot 100 \, \text{м/с}^2 \]

\[ КЭ = 5 \, \text{Дж} \]

Таким образом, кинетическая энергия шара непосредственно перед ударом о землю равна 5 Дж.