Какое изменение потенциальной энергии мяча произошло при его полете вверх, вниз и на всем пути после броска с балкона

Solnechnaya_Zvezda_4428

25

Для полного понимания изменения потенциальной энергии мяча, давайте разобьем его полет на несколько этапов и рассмотрим каждый из них.

1. Момент броска с балкона:
На этом этапе мяч находится на высоте \(h\) над поверхностью земли. Потенциальная энергия мяча в этот момент можно выразить с помощью формулы потенциальной энергии:

\[E_{\text{п}} = m \cdot g \cdot h\]

где \(m\) - масса мяча, \(g\) - ускорение свободного падения (\(9.8 \, \text{м/с}^2\)), \(h\) - высота балкона над поверхностью земли.

2. Полет вверх:
По мере подъема мяча вверх, его высота увеличивается, а следовательно, и потенциальная энергия тоже увеличивается. Наибольшая потенциальная энергия мяча будет достигнута в самой высокой точке траектории, когда его скорость будет равна нулю.

3. Полет вниз:
По мере спуска мяча вниз с высоты, его потенциальная энергия будет уменьшаться. В самом низком положении, когда мяч будет на поверхности земли, его потенциальная энергия будет равна нулю.

4. Полет по всему пути:
Весь путь полета мяча можно разделить на два этапа: возврат вниз от максимальной высоты и полет вниз до поверхности земли. При обоих движениях потенциальная энергия мяча будет уменьшаться, так как его высота уменьшается.

В итоге, итоговое изменение потенциальной энергии мяча будет равно разности потенциальной энергии на момент броска и потенциальной энергии на поверхности земли.

Изменение потенциальной энергии (\(\Delta E_{\text{п}}\)) мяча можно выразить следующей формулой:

\(\Delta E_{\text{п}} = E_{\text{п}} - 0 = m \cdot g \cdot h\)

где \(m\) - масса мяча, \(g\) - ускорение свободного падения (\(9.8 \, \text{м/с}^2\)), \(h\) - высота балкона над поверхностью земли.

Таким образом, изменение потенциальной энергии мяча при его полете от балкона до поверхности земли равно \(m \cdot g \cdot h\).