Задача:
Тело массой 354 г свободно падает на землю с начальной скоростью 9,8 м/с. Определи потенциальную энергию тела перед его ударом о землю.
Запиши в поле ответа верное число, округлив до десятых.
Решение:
Для решения этой задачи нам нужно вспомнить определение потенциальной энергии.
Потенциальная энергия — это энергия, которая зависит от положения тела в пространстве относительно некоторого выбранного нулевого уровня. В случае падения тела под действием силы тяжести, потенциальная энергия определяется формулой:
\[E_п = mgh\]где:
- \(E_п\) — потенциальная энергия (измеряется в Джоулях, Дж);
- \(m\) — масса тела (измеряется в килограммах, кг);
- \(g\) — ускорение свободного падения (приблизительно 9,8 м/с2);
- \(h\) — высота тела над нулевым уровнем (измеряется в метрах, м).
В условии задачи сказано, что нужно определить потенциальную энергию тела перед его ударом о землю.
Когда тело находится непосредственно перед ударом о землю, его высота над поверхностью земли (которую мы обычно принимаем за нулевой уровень для потенциальной энергии) становится равной нулю.
То есть, \(h = 0\) м.
Теперь подставим это значение в формулу для потенциальной энергии:
\[E_п = m \cdot g \cdot 0\] \[E_п = 0\]Таким образом, потенциальная энергия тела перед самым ударом о землю равна нулю, независимо от его массы и начальной скорости.
Начальная скорость и масса тела важны для расчета кинетической энергии или для определения высоты, с которой тело начало падать, но не для потенциальной энергии в момент удара о землю, если земля выбрана за нулевой уровень.
Ответ:
Потенциальная энергия тела перед его ударом о землю равна 0 Дж.
Округляя до десятых, получаем 0,0 Дж.
Запишем в поле ответа: 0,0