2. Что показывает график на рисунке 30.1? Зависимость высоты от времени для мячика, который поднимают и опускают

Тема: Потенциальная энергия и работа

Пояснение: График на рисунке 30.1 показывает зависимость высоты от времени для поднимаемого и опускаемого на нити мячика массой 100 г.

Ответы:
а) Чтобы найти потенциальную энергию мячика через 2 с после начала подъема, используем формулу: P = m * g * h, где P - потенциальная энергия мячика, m - масса мячика (100 г = 0,1 кг), g - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²), h - высота пунктирной линии на графике. Подставляем значения и решаем: P = 0,1 * 9,8 * 0,4 = 0,39 Дж.

б) Чтобы найти потенциальную энергию мячика через 5 с после начала подъема, используем ту же формулу: P = m * g * h, где m и g остаются теми же, h - высота пунктирной линии на графике. Подставляем значения и решаем: P = 0,1 * 9,8 * 0 = 0 Дж. Поскольку мячик находится на уровне земли, его потенциальная энергия равна нулю.

в) Чтобы найти работу силы тяжести в течение временного интервала от 2 с до 5 с, используем формулу: W = P2 - P1, где W - работа, P2 и P1 - значения потенциальной энергии в конечный и начальный моменты времени. Подставляем значения и решаем: W = 0 - 0,39 = -0,39 Дж. Знак минус означает, что работа силы тяжести в этом интервале отрицательна.

Совет: Чтобы лучше понять понятие потенциальной энергии и работу, полезно проводить собственные эксперименты с подобными мячиками и изучать более подробную теорию о взаимодействии силы тяжести с телом.

Упражнение: Сколько потенциальной энергии имеет мячик массой 200 г, находящийся на высоте 5 м от поверхности земли? (Ускорение свободного падения принять равным 9,8 м/с²)