Що потрібно знайти для птаха, який має масу 1,2 кг, летить на висоті 20 м і рухається зі швидкістю 7,07 м/с?

Для решения этой задачи нам понадобятся три физические величины: работа, потенциальная энергия и кинетическая энергия.

Первым делом, мы должны найти работу, совершаемую птицей, чтобы подняться на заданную высоту. Работа определяется формулой:

\[ \text{Работа} = \text{Сила} \times \text{Расстояние} \times \cos(\theta) \]

где \(\text{Сила}\) - сила притяжения (вес птицы), \(\text{Расстояние}\) - высота подъема птицы, \(\theta\) - угол между направлением перемещения и силой тяжести. В данном случае \(\theta\) равен 0 градусам, так как силы тяжести и движения направлены в одну сторону.

Мы можем найти силу \( F \) с помощью второго закона Ньютона:

\[ F = m \times g \]

где \( m \) - масса птицы, \( g \) - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с²).

Подставим значения в формулу для силы:

\[ F = 1,2 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{м/с²} = 11,76 \, \text{Н} \]

Теперь мы можем найти работу:

\[ \text{Работа} = 11,76 \, \text{Н} \times 20 \, \text{м} \times \cos(0°) = 235,2 \, \text{Дж} \]

Теперь рассмотрим потенциальную и кинетическую энергии.

Потенциальная энергия, связанная с положением тела на высоте \( h \) над землей, определяется формулой:

\[ \text{Потенциальная энергия} = m \times g \times h \]

где \( m \) - масса птицы, \( g \) - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с²), \( h \) - высота.

Подставим значения:

\[ \text{Потенциальная энергия} = 1,2 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{м/с²} \times 20 \, \text{м} = 235,2 \, \text{Дж} \]

Теперь рассмотрим кинетическую энергию, связанную с движением тела с заданной скоростью \( v \):

\[ \text{Кинетическая энергия} = \frac{1}{2} \times m \times v^2 \]

Подставим значения:

\[ \text{Кинетическая энергия} = \frac{1}{2} \times 1,2 \, \text{кг} \times (7,07 \, \text{м/с})^2 = 24,839 \, \text{Дж} \]

Таким образом, для птицы массой 1,2 кг, летящей на высоте 20 м и движущейся со скоростью 7,07 м/с, мы рассчитали следующие величины:

- Работа, совершаемая птицей: 235,2 Дж
- Потенциальная энергия птицы на высоте 20 м: 235,2 Дж
- Кинетическая энергия птицы при скорости 7,07 м/с: 24,839 Дж