Решение задачи по физике: определение кинетической энергии

Дано: \(m = 300 \text{ г} = 0,3 \text{ кг}\) \(h = 20 \text{ м}\) \(v_0 = 0\) \(|A| = 6 \text{ Дж}\) \(g = 10 \text{ м/с}^2\) Найти: \(E_{k2} - ?\) Решение: Для решения задачи воспользуемся законом изменения полной механической энергии. Полная механическая энергия тела в начальный момент времени равна сумме его кинетической и потенциальной энергий. Так как начальная скорость \(v_0 = 0\), то начальная кинетическая энергия равна нулю. Начальная энергия тела на высоте \(h\): \[E_1 = E_{p1} + E_{k1} = mgh + 0 = mgh\] В момент перед ударом о землю высота тела равна нулю, значит, потенциальная энергия \(E_{p2} = 0\). Полная энергия в этот момент равна кинетической энергии: \[E_2 = E_{k2}\] Согласно закону изменения энергии, изменение полной механической энергии системы равно работе внешних сил (в данном случае — работе силы сопротивления воздуха): \[E_2 - E_1 = A\] Так как сила сопротивления направлена против движения, её работа отрицательна: \(A = -|A|\). Подставим выражения для энергий: \[E_{k2} - mgh = -|A|\] Отсюда выразим искомую кинетическую энергию: \[E_{k2} = mgh - |A|\] Подставим числовые значения: \[E_{k2} = 0,3 \cdot 10 \cdot 20 - 6\] \[E_{k2} = 60 - 6 = 54 \text{ (Дж)}\] Ответ: 54.