Как изменится общая энергия кирпича массой 1 кг, который падает с крыши дома высотой 12 м до уровня балкона, который

Солнечный_День

11

Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения механической энергии. Общая энергия кирпича на крыше дома состоит из его потенциальной энергии и кинетической энергии.

Потенциальная энергия определяется формулой:

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

где \(m\) - масса кирпича, \(g\) - ускорение свободного падения, \(h\) - высота.

Кинетическая энергия вычисляется по формуле:

\[E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2,\]

где \(v\) - скорость кирпича перед падением.

Изначально кирпич покоится на крыше, поэтому его начальная скорость равна нулю. Тогда можно сказать, что потенциальная энергия на крыше равна общей энергии:

\[E_{\text{пот}} = E_{\text{общ}}.\]

Таким образом, начальная общая энергия равна:

\[E_{\text{нач}} = E_{\text{пот}} + 0 = m \cdot g \cdot h.\]

Когда кирпич достигает уровня балкона, его высота уже уменьшилась на \(h_1 = 12 - 3 = 9\) метров. Тогда его конечная общая энергия равна:

\[E_{\text{кон}} = m \cdot g \cdot h_1.\]

Таким образом, изменение общей энергии равно:

\[\Delta E_{\text{общ}} = E_{\text{кон}} - E_{\text{нач}} = m \cdot g \cdot h_1 - m \cdot g \cdot h.\]

Подставляя значения массы, ускорения свободного падения и изменения высоты, получаем:

\[\Delta E_{\text{общ}} = 1 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 \cdot 9 \, \text{м} - 1 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 \cdot 12 \, \text{м}.\]

Выполняя вычисления, получаем:

\[\Delta E_{\text{общ}} = -29,4 \, \text{Дж}.\]

Таким образом, общая энергия кирпича уменьшится на 29,4 Дж. Ответ: уменьшится на 29,4 Дж.