Какая разница произошла во внутренней энергии пластилина и пола после падения пластилина массой 20 г с высоты 1 метр?

Yaschik

9

Чтобы решить эту задачу, нужно воспользоваться формулами для потенциальной энергии и изменения кинетической энергии.

Потенциальная энергия (P) связана с высотой (h) и массой (m) объекта следующим образом:
\[P = m \cdot g \cdot h\]
где g - ускорение свободного падения, примерное значение которого равно 9,8 м/с² на поверхности Земли.

Изменение кинетической энергии (ΔK) при падении объекта можно найти по формуле:
\[\Delta K = K_{\text{конечная}} - K_{\text{начальная}}\]
где K - кинетическая энергия, связанная с массой (m) и скоростью (v) объекта следующим образом:
\[K = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\]

Для начала найдем потенциальную энергию (P) пластилина перед падением:
\[P_{\text{начальная}} = m \cdot g \cdot h\]
\[P_{\text{начальная}} = 0.02 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot 1 \, \text{м} = 0.196 \, \text{Дж}\]

Затем найдем кинетическую энергию (K) пластилина после падения. При падении с высоты, кинетическая энергия растет вместе с увеличением скорости. Но в данной задаче неизвестна конечная скорость пластилина. Однако, мы можем заметить, что внутренняя энергия неизменна, поэтому изменение кинетической энергии должно быть равно изменению потенциальной энергии:
\[\Delta K = - \Delta P\]
\[\Delta K = - (P_{\text{конечная}} - P_{\text{начальная}})\]
\[\Delta K = - (P_{\text{конечная}} - 0.196 \, \text{Дж})\]
\[\Delta K = - P_{\text{конечная}} + 0.196 \, \text{Дж}\]

Таким образом, изменение кинетической энергии должно быть равно -0.196 Дж, чтобы внутренняя энергия осталась неизменной.

Ответ: энергия уменьшилась на 0,2 джоуля (ответ б).