а) Какова потенциальная энергия тела, падающего с высоты 2 км над поверхностью Земли, если его масса составляет

Суть вопроса: Потенциальная и кинетическая энергия, закон сохранения энергии

Объяснение: В данной задаче мы имеем дело с потенциальной и кинетической энергией, а также с законом сохранения энергии.

а) Потенциальная энергия тела, падающего с высоты над поверхностью Земли, выражается формулой:

P = m * g * h,

где P - потенциальная энергия, m - масса тела, g - ускорение свободного падения (примерное значение 9,8 м/с²), h - высота падения.

Подставляя известные значения в формулу, получаем:

P = 50 кг * 9,8 м/с² * 2000 м = 980000 Дж.

Ответ: Потенциальная энергия тела составляет 980000 Дж.

б) Кинетическая энергия тела в конце его падения равна потенциальной энергии, так как всю потенциальную энергию тело переводит в кинетическую по пути падения.

K = 980000 Дж.

Ответ: Кинетическая энергия тела в конце его падения составляет 980000 Дж.

в) Для вычисления скорости тела в конце падения воспользуемся формулой кинетической энергии:

K = (1/2) * m * v²,

где K - кинетическая энергия, m - масса тела, v - скорость тела.

Подставляя известные значения и решая уравнение относительно v, получаем:

v = sqrt(2 * K) / m = sqrt(2 * 980000 Дж) / 50 кг ≈ 197,4 м/с.

Ответ: Скорость тела в конце падения составляет примерно 197,4 м/с.

Совет: При решении задач по энергии полезно использовать закон сохранения энергии, который гласит, что сумма потенциальной и кинетической энергий остается постоянной во всех точках движения тела.

Задача на проверку: С помощью формулы для потенциальной энергии вычислите, какова будет потенциальная энергия тела массой 80 кг, находящегося на высоте 5 метров над поверхностью Земли.