Какова потенциальная энергия гири, находящейся на столе, относительно стола, пола и потолка при условии, что высота

Yaksob_3653

9

Для решения данной задачи, нам необходимо вычислить потенциальную энергию гири относительно разных точек - стола, пола и потолка.

Потенциальная энергия гири можно определить по формуле:
\[E_{пот} = m \cdot g \cdot h\]
где \(m\) - масса гири, \(g\) - ускорение свободного падения, \(h\) - высота, относительно которой мы хотим найти потенциальную энергию.

Итак, начнем с потенциальной энергии гири относительно стола. Высота гири относительно стола равна разности высоты комнаты и высоты стола:
\[h_{стол} = h_{комната} - h_{стола}\]
\[h_{стол} = 3м - 0,75м\]
\[h_{стол} = 2,25м\]

Теперь мы можем использовать формулу для вычисления потенциальной энергии гири относительно стола:
\[E_{пот, стол} = m \cdot g \cdot h_{стол}\]
\[E_{пот, стол} = 2кг \cdot 10м/с^2 \cdot 2,25м\]
\[E_{пот, стол} = 45 Дж\]

Теперь рассчитаем потенциальную энергию гири относительно пола. Высота гири относительно пола равна высоте комнаты:
\[h_{пол} = h_{комната}\]
\[h_{пол} = 3м\]

Подставим значения в формулу:
\[E_{пот, пол} = m \cdot g \cdot h_{пол}\]
\[E_{пот, пол} = 2кг \cdot 10м/с^2 \cdot 3м\]
\[E_{пот, пол} = 60 Дж\]

Наконец, рассчитаем потенциальную энергию гири относительно потолка. Высота гири относительно потолка равна разности высоты комнаты и высоты гири относительно стола и пола:
\[h_{потолок} = h_{комната} - h_{стола} - h_{пол}\]
\[h_{потолок} = 3м - 0,75м - 3м\]
\[h_{потолок} = -0,75м\]

Обратите внимание, что высота отрицательна, так как груз находится под потолком. Это означает, что потенциальная энергия гири относительно потолка будет отрицательной.

Теперь подставим значения в формулу:
\[E_{пот, потолок} = m \cdot g \cdot h_{потолок}\]
\[E_{пот, потолок} = 2кг \cdot 10м/с^2 \cdot (-0,75м)\]
\[E_{пот, потолок} = -15 Дж\]

Итак, получаем следующие значения потенциальной энергии гири:
Потенциальная энергия гири относительно стола: 45 Дж
Потенциальная энергия гири относительно пола: 60 Дж
Потенциальная энергия гири относительно потолка: -15 Дж