Чи мають тіла однакову кінетичну енергію в кінці падіння, якщо вони мають однакову масу і падають з різною висотою

Содержание вопроса: Кінетична енергія тіла під час падіння

Пояснення: Кінетична енергія тіла визначається формулою: Ek = (1/2) * m * v^2, де Ek - кінетична енергія, m - маса тіла та v - його швидкість.

У даній задачі маємо два тіла з однаковою масою, але вони падають з різних висот. Хоча маса однакова, потенціальна енергія, яка перетворюється на кінетичну під час падіння, буде різною для кожного з тіл.

У повітрі, падаюче тіло буде зазначеною висотою, характеризованої висотою падіння. Тому його потенціальна енергія буде більшою, ніж у тіла, яке падає у безповітряному середовищі.

В безповітряному середовищі, твірна енергія стає мінімальною, тому такому тілу присвоюється саме його потенціальна енергія відповідної висоти падіння.

Таким чином, в кінці падіння, траєкторія для тіл у повітрі і безповітряному середовищі буде різною, а кінетична енергія буде відрізнятися, оскільки вона залежить від шляху, що долає тіло під час падіння.

Приклад використання:
- Тіло А масою 1 кг падає з висоти 10 метрів у повітрі. Тіло Б масою 1 кг падає з висоти 10 метрів у вакуумі. В якого тіла кінетична енергія в кінці падіння буде більшою?

Порада: Щоб легше зрозуміти цю тему, можна проаналізувати зв"язок між потенціальною та кінетичною енергією тіла під час падіння та допомогти учневі проілюструвати ситуацію схемою або візуалізацією падіння тіла за допомогою малюнків.

Вправа:
1) В якого тіла кінетична енергія буде більшою: тіло масою 2 кг, яке падає з висоти 10 метрів у повітрі, чи тіло масою 1 кг, яке падає з висоти 20 метрів в безповітряному середовищі?