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:

\[\Delta E_{\text{внут}} = E_k - E_{\text{пот}} = 125 - 980 = -855 \, \text{Дж}\]

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.