Решение задачи: Определение энергии, перешедшей в немеханические формы (Q)

Задача Дано: \(m = 2 \text{ кг}\) \(v_{0} = 10 \text{ м/с}\) \(h = 4 \text{ м}\) \(g \approx 10 \text{ м/с}^{2}\) Найти: \(Q - ?\) (энергия, перешедшая в немеханические формы) Решение: В данной задаче на тело действует сила сопротивления среды, поэтому полная механическая энергия не сохраняется. Часть начальной кинетической энергии переходит во внутреннюю энергию (теплоту) из-за трения о среду. Согласно закону сохранения энергии: \[E_{k1} = E_{p2} + Q\] Где: \(E_{k1} = \frac{mv_{0}^{2}}{2}\) — начальная кинетическая энергия тела. \(E_{p2} = mgh\) — потенциальная энергия тела в высшей точке подъема. \(Q\) — энергия, перешедшая в немеханические формы (работа сил сопротивления). Выразим \(Q\): \[Q = E_{k1} - E_{p2}\] \[Q = \frac{mv_{0}^{2}}{2} - mgh\] Подставим числовые значения: \[E_{k1} = \frac{2 \cdot 10^{2}}{2} = \frac{2 \cdot 100}{2} = 100 \text{ Дж}\] \[E_{p2} = 2 \cdot 10 \cdot 4 = 80 \text{ Дж}\] Вычислим потерю энергии: \[Q = 100 - 80 = 20 \text{ Дж}\] Ответ: \(Q = 20 \text{ Дж}\).