Каково изменение внутренней энергии камня и грунта после падения, если масса камня составляет 10 кг, а его скорость

Volshebnyy_Leprekon

32

Чтобы рассчитать изменение внутренней энергии камня и грунта после падения, мы можем использовать закон сохранения механической энергии, который гласит, что сумма потенциальной и кинетической энергии остается постоянной.

Сначала рассчитаем кинетическую энергию камня в момент падения. Формула для расчета кинетической энергии выглядит следующим образом:

$$E_k=\frac{1}{2}m{v}^2$$

Где $E_k$ - кинетическая энергия, $m$ - масса камня и $v$ - его скорость.

Подставив в формулу данные из условия задачи, получим:

$$E_k=\frac{1}{2}\cdot 10\cdot (5{)}^2=125\text{Дж}$$

Теперь рассчитаем потенциальную энергию камня и грунта до падения. Потенциальная энергия камня находится в поле силы тяжести и определяется формулой:

$$E_{\text{пот}}=m\cdot g\cdot h$$

Где $E_{\text{пот}}$ - потенциальная энергия, $m$ - масса камня, $g$ - ускорение свободного падения (примерное значение 9,8 м/с²) и $h$ - высота падения.

В данной задаче не указана высота падения камня, поэтому предположим, что он падает с высоты 10 метров.

Подставив значения в формулу, получим:

$$E_{\text{пот}}=10\cdot 9.8\cdot 10=980\text{Дж}$$

Теперь, чтобы найти изменение внутренней энергии, вычтем потенциальную энергию до падения из кинетической энергии после падения:

$$\mathrm{\Delta }{E}_{\text{внут}}=E_k-E_{\text{пот}}=125-980=-855\text{Дж}$$

Ответ: Изменение внутренней энергии камня и грунта после падения составляет -855 Дж. Отрицательное значение говорит о том, что энергия была потеряна в результате падения и, возможно, преобразована в другие формы энергии, такие как звук или тепло.