Какова будет полная энергия кирпича массой 1 кг после его падения с крыши дома высотой 12 м до уровня балкона

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения механической энергии. Полная механическая энергия состоит из потенциальной энергии и кинетической энергии.

1. Потенциальная энергия кирпича до его падения высчитывается по формуле:
\[E_{п} = m \cdot g \cdot h\]
где \(m\) - масса кирпича (1 кг), \(g\) - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²), \(h\) - высота, с которой кирпич падает (12 м).

Вставив значения в формулу, получим:
\[E_{п} = (1\,кг) \cdot (9,8\,м/с²) \cdot (12\,м) = 117,6\,Дж\]

2. Потенциальная энергия кирпича на уровне балкона равна:
\[E_{п\;балк} = m \cdot g \cdot h_{балк}\]
где \(h_{балк}\) - высота балкона над землей (3 м).

Вставив значения в формулу, получим:
\[E_{п\;балк} = (1\,кг) \cdot (9,8\,м/с²) \cdot (3\,м) = 29,4\,Дж\]

3. После падения с крыши кирпич перейдет в состояние кинетической энергии. По закону сохранения механической энергии, потенциальная энергия перейдет в кинетическую энергию.

Так как никакие энергии не теряются в данной задаче, полная энергия кирпича после его падения с крыши и находящегося на уровне балкона будет равна сумме потенциальной и кинетической энергии:
\[E_{полная} = E_{п\;балк} + E_{кин}\]

Мы уже рассчитали \(E_{п\;балк}\), поэтому нас интересует только кинетическая энергия.

4. Кинетическая энергия кирпича может быть вычислена по формуле:
\[E_{кин} = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\]
где \(v\) - скорость кирпича после его падения.

Для определения скорости кирпича после падения мы можем использовать уравнение свободного падения:
\[v^2 = 2 \cdot g \cdot h\]
где \(g\) - ускорение свободного падения (9,8 м/с²), \(h\) - высота, с которой кирпич падает (12 м).

Подставим значения в уравнение:
\[v^2 = 2 \cdot 9,8 \cdot 12 = 235,2\]
Теперь возьмем квадратный корень на обеих сторонах:
\[v \approx \sqrt{235,2} \approx 15,35\,м/с\]

Теперь мы можем найти \(E_{кин}\):
\[E_{кин} = \frac{1}{2} \cdot (1\,кг) \cdot (15,35\,м/с)^2 = 117,6\,Дж\]

Итак, полная энергия кирпича после его падения с крыши до уровня балкона будет равна сумме потенциальной и кинетической энергии:
\[E_{полная} = 29,4\,Дж + 117,6\,Дж = 147\,Дж\]

Таким образом, полная энергия кирпича массой 1 кг после его падения с крыши дома высотой 12 м до уровня балкона составляет 147 Дж.