В итоговой контрольной по физике задача про падение груза массой 200 г с нулевой начальной скоростью со стола. Оценим
В итоговой контрольной по физике задача про падение груза массой 200 г с нулевой начальной скоростью со стола. Оценим его кинетическую энергию, когда он окажется около поверхности пола. Высота стола составляет 80 см. Предположим, что сопротивление воздуха не играет роли. Варианты ответов: 1) 1,6 Дж 2) 2,5 Дж 3) 3,2 Дж 4)
Solnechnyy_Bereg 1
Для решения данной задачи нам потребуется использовать формулу для кинетической энергии, которая выражается через массу тела и его скорость:\[E_k = \frac{mv^2}{2}\]
где \(E_k\) - кинетическая энергия, \(m\) - масса тела, \(v\) - скорость тела.
Так как груз падает с нулевой начальной скоростью, его скорость на поверхности пола будет равна скорости свободного падения \(g\) умноженной на время падения \(t\):
\[v = gt\]
где \(g\) - ускорение свободного падения (приближенно равное 9,8 м/с\(^2\)).
Определяем время падения \(t\) с помощью формулы для свободного падения:
\[h = \frac{gt^2}{2}\]
где \(h\) - высота падения груза.
Подставим известные значения: масса \(m = 200\) г (\(0,2\) кг), высота \(h = 80\) см (\(0,8\) м), ускорение свободного падения \(g = 9,8\) м/с\(^2\):
\[0,8 = \frac{9,8 t^2}{2}\]
Решаем уравнение относительно времени \(t\):
\[t^2 = \frac{0,8 \cdot 2}{9,8} = \frac{16}{49}\]
\[t = \sqrt{\frac{16}{49}} \approx 0,32\] секунды
Теперь, когда мы знаем время падения, можем найти скорость груза:
\[v = gt = 9,8 \cdot 0,32 \approx 3,14 \, \text{м/с}\]
Подставляем найденную скорость в формулу для кинетической энергии:
\[E_k = \frac{0,2 \cdot (3,14)^2}{2} \approx 0,98 \, \text{Дж}\]
Таким образом, кинетическая энергия груза, когда он окажется около поверхности пола, составляет примерно 0,98 Дж (вариант ответа 4), хотя в вариантах ответов это значение отсутствует.