Как изменяется кинетическая и потенциальная энергия парашютиста массой 70 кг, когда он спускается со скоростью

Японец

45

Для решения этой задачи мы будем использовать принцип сохранения механической энергии.

Первым делом, давайте определим кинетическую энергию (КЭ) парашютиста при начальной скорости 5,0 м/с. Формула для кинетической энергии выглядит следующим образом:

\[КЭ = \frac{1}{2} \cdot масса \cdot скорость^2\]

Подставляя значения, получаем:

\[КЭ = \frac{1}{2} \cdot 70 \, \text{кг} \cdot (5,0 \, \text{м/с})^2\]

Выполняя вычисления, получаем:

\[КЭ = \frac{1}{2} \cdot 70 \, \text{кг} \cdot 25,0 \, \text{м}^2/\text{с}^2 = 875 \, \text{Дж}\]

Теперь давайте рассмотрим потенциальную энергию (ПЭ) парашютиста на высоте. Потенциальная энергия связана с высотой (h) и гравитационным ускорением (g) по формуле:

\[ПЭ = масса \cdot g \cdot высота\]

У нас нет конкретных значений для высоты, поэтому нам нужно использовать соотношение между потенциальной энергией и кинетической энергией. Поскольку механическая энергия должна сохраняться, то сумма потенциальной и кинетической энергии должна оставаться постоянной на всем пути.

Таким образом, изменение потенциальной энергии будет равно изменению кинетической энергии:

\[\Delta ПЭ = -\Delta КЭ\]

Так как кинетическая энергия уменьшилась в результате торможения, потенциальная энергия должна увеличиться.

Теперь, давайте рассмотрим изменение в потенциальной энергии (ПЭ). Используя соотношение, можно получить следующее:

\[\Delta ПЭ = -\Delta КЭ = -875 \, \text{Дж}\]

Таким образом, потенциальная энергия (ПЭ) увеличилась на 875 Дж.

Итак, при спуске парашютиста его кинетическая энергия уменьшается, а потенциальная энергия увеличивается.