Как изменится общая энергия кирпича массой 1 кг, упавшего с крыши дома, высотой 12 м, до уровня балкона, находящегося на высоте 3 м от земли? Варианты ответа: уменьшится в 4 раза, уменьшится на 90 Дж, увеличится в 4 раза, не изменится.
Солнечный_Пирог
Для решения этой задачи нам понадобится знание о потенциальной и кинетической энергии. Потенциальная энергия (ПЭ) зависит от высоты, на которой находится объект, а кинетическая энергия (КЭ) зависит от его скорости.
При падении кирпича с крыши дома его потенциальная энергия (ПЭ1) преобразуется в кинетическую энергию (КЭ), а при достижении уровня балкона всю КЭ преобразуется обратно в потенциальную энергию (ПЭ2).
По формуле для потенциальной энергии:
\[ПЭ = mgh\]
где m - масса объекта, g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с²), h - высота.
Исходя из условия, масса кирпича равна 1 кг, высота падения - 12 м, а высота балкона от земли - 3 м.
Таким образом, начальная потенциальная энергия (ПЭ1) равна:
\[ПЭ1 = mgh = 1 \cdot 9.8 \cdot 12 = 117.6 Дж\]
А конечная потенциальная энергия (ПЭ2) равна:
\[ПЭ2 = mgh = 1 \cdot 9.8 \cdot 3 = 29.4 Дж\]
Теперь остается сравнить начальную и конечную потенциальную энергию. Изначально, на крыше дома, энергия равна ПЭ1 = 117.6 Дж, а после упавшего на балкон, энергия становится равной ПЭ2 = 29.4 Дж.
Таким образом, общая энергия кирпича уменьшится с 117.6 Дж до 29.4 Дж. Отношение ПЭ2 к ПЭ1 равно:
\[(ПЭ2)/(ПЭ1) = 29.4/117.6 = 0.25\]
Что означает, что общая энергия уменьшится в 4 раза. Таким образом, правильный ответ на задачу: общая энергия кирпича упавшего с крыши до уровня балкона уменьшится в 4 раза.
При падении кирпича с крыши дома его потенциальная энергия (ПЭ1) преобразуется в кинетическую энергию (КЭ), а при достижении уровня балкона всю КЭ преобразуется обратно в потенциальную энергию (ПЭ2).
По формуле для потенциальной энергии:
\[ПЭ = mgh\]
где m - масса объекта, g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с²), h - высота.
Исходя из условия, масса кирпича равна 1 кг, высота падения - 12 м, а высота балкона от земли - 3 м.
Таким образом, начальная потенциальная энергия (ПЭ1) равна:
\[ПЭ1 = mgh = 1 \cdot 9.8 \cdot 12 = 117.6 Дж\]
А конечная потенциальная энергия (ПЭ2) равна:
\[ПЭ2 = mgh = 1 \cdot 9.8 \cdot 3 = 29.4 Дж\]
Теперь остается сравнить начальную и конечную потенциальную энергию. Изначально, на крыше дома, энергия равна ПЭ1 = 117.6 Дж, а после упавшего на балкон, энергия становится равной ПЭ2 = 29.4 Дж.
Таким образом, общая энергия кирпича уменьшится с 117.6 Дж до 29.4 Дж. Отношение ПЭ2 к ПЭ1 равно:
\[(ПЭ2)/(ПЭ1) = 29.4/117.6 = 0.25\]
Что означает, что общая энергия уменьшится в 4 раза. Таким образом, правильный ответ на задачу: общая энергия кирпича упавшего с крыши до уровня балкона уменьшится в 4 раза.
Знаешь ответ?