Какие преобразования механической энергии происходят, когда мячик упал с высоты 1,8 м и отскочил обратно на

Когда мячик падает с высоты, происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую энергию. Когда мячик отскакивает обратно на ту же высоту, происходит обратное преобразование - кинетическая энергия превращается обратно в потенциальную энергию.

Для начала, давайте найдем потенциальную энергию мячика перед его падением. Формула для потенциальной энергии в гравитационном поле выглядит следующим образом:

$$E_p=m\cdot g\cdot h$$

где $m$ - масса мячика (200 грамм = 0,2 кг), $g$ - ускорение свободного падения (принимаем его равным приближенно 9,8 м/с²), а $h$ - высота, с которой мячик падает (1,8 м).

Подставив значения в формулу, получим:

$$E_p=0,2\cdot 9,8\cdot 1,8=3,528\text{Дж}$$

Теперь рассмотрим максимальное значение кинетической энергии мячика в момент его удара о пол. При отскоке мячика обратно на ту же высоту, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. По закону сохранения механической энергии, сумма потенциальной и кинетической энергий в системе остается постоянной.

Следовательно, максимальная кинетическая энергия мячика будет равна его начальной потенциальной энергии:

$$E_k=E_p=3,528\text{Дж}$$

Теперь рассчитаем скорость мячика в момент удара о пол. Используем формулу для кинетической энергии:

$$E_k=\frac{1}{2}\cdot m\cdot v^2$$

где $v$ - скорость мячика в момент удара о пол.

Переставим формулу и решим ее относительно скорости:

$$v^2=\frac{2\cdot E_k}{m}$$

Подставим значения и рассчитаем скорость:

$$v^2=\frac{2\cdot 3,528}{0,2}=35,28$$

$$v=\sqrt{35,28}=5,94\text{м/с}$$

Таким образом, скорость мячика в момент удара о пол составляет 5,94 м/с.

Наконец, рассмотрим полную механическую энергию мячика в произвольной точке его траектории. По закону сохранения энергии, сумма кинетической и потенциальной энергий в системе также остается постоянной. Таким образом, полная энергия мячика будет равна его начальной потенциальной энергии:

$$E_{\text{полная}}=E_p=3,528\text{Дж}$$

Помните, что все эти вычисления проводятся с помощью приближенных значений и идеализированных условий. На практике могут существовать и другие факторы, которые могут оказывать влияние на результаты.