Кинетическая энергия и ее увеличение при вертикальном движении
На сколько возрастает кинетическая энергия тела, массой 100 г, которое движется вертикально вверх со скоростью
На сколько возрастает кинетическая энергия тела, массой 100 г, которое движется вертикально вверх со скоростью 30 м/с, через 2 секунды после начала движения?
19.12.2023 22:34
Написать свой ответ:
Объяснение: Кинетическая энергия (Ек) тела вычисляется по формуле: Ек = (1/2) * m * v^2, где m - масса тела, v - скорость тела. Для вычисления изменения кинетической энергии (ΔЕк) мы можем использовать формулу: ΔЕк = Ек2 - Ек1, где Ек1 - кинетическая энергия тела в начальный момент времени, Ек2 - кинетическая энергия тела через определенное время.
В данной задаче, масса тела (m) равна 100 г (0.1 кг) и скорость тела (v) равна 30 м/с. Через 2 секунды после начала движения, мы хотим узнать, на сколько возрастает кинетическая энергия тела.
Сначала вычислим кинетическую энергию тела в начальный момент времени (Ек1):
Ек1 = (1/2) * m * v^2 = (1/2) * 0.1 * (30^2) = 45 Дж.
Затем, вычислим кинетическую энергию тела через 2 секунды (Ек2):
Так как тело движется вертикально вверх, его скорость уменьшается из-за силы тяжести. Поэтому, скорость тела через 2 секунды будет равна начальной скорости (30 м/с) минус ускорение свободного падения (9.8 м/с^2), умноженное на время (2 секунды):
v = 30 - 9.8 * 2 = 30 - 19.6 = 10.4 м/с.
Теперь, вычислим кинетическую энергию тела через 2 секунды (Ек2):
Ек2 = (1/2) * m * v^2 = (1/2) * 0.1 * (10.4^2) = 5.408 Дж.
Наконец, вычислим изменение кинетической энергии (ΔЕк):
ΔЕк = Ек2 - Ек1 = 5.408 - 45 = -39.592 Дж (отрицательное значение означает уменьшение кинетической энергии).
Таким образом, кинетическая энергия тела, массой 100 г, движущегося вертикально вверх со скоростью 30 м/с, уменьшается на 39.592 Дж через 2 секунды после начала движения.
Совет: Чтобы лучше понять концепцию изменения кинетической энергии в вертикальном движении, рекомендуется изучить закон сохранения механической энергии и основные принципы работы с кинетической энергией.
Задание для закрепления: Масса тела, движущегося по вертикальной оси вниз со скоростью 10 м/с, равна 0.5 кг. Через 5 секунд после начала движения, на сколько изменится его кинетическая энергия?