Как изменится полная энергия кирпича массой 1 кг, который упал с крыши дома высотой 12 м до уровня балкона

Тема урока: Энергия выпадающего кирпича

Разъяснение: Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать принцип сохранения энергии, согласно которому энергия не может исчезнуть, но может преобразовываться из одной формы в другую. Энергия кирпича до его падения будет равна его потенциальной энергии, которая определяется формулой mgh, где m - масса кирпича, g - ускорение свободного падения (около 9,8 м/с^2), h - высота. Энергия кирпича после падения будет равна его кинетической энергии, которая определяется формулой 0,5mv^2, где v - скорость кирпича при достижении уровня балкона.

В данной задаче кирпич падает с высоты 12 м до уровня балкона, находящегося на высоте 3 м над землей, поэтому изменение его полной энергии будет равно разнице между его потенциальной энергией до падения и его кинетической энергией после падения.

Потенциальная энергия, E_1 = mgh_1
где m = 1 кг, g = 9,8 м/с^2, h_1 = 12 м

Кинетическая энергия, E_2 = 0,5mv^2
где m = 1 кг, v - скорость в конечной точке, скорость, когда падение закончится, то есть его скорость на уровне балкона.
Так как не указана скорость, то приравняем 0 и найдем в зависимости от массы скорость и используем ее в формуле кинетической энергии.

Изменение полной энергии:
∆E = E_2 - E_1

Дополнительный материал: Полная энергия изменится на разницу между кинетической и потенциальной энергией кирпича: ∆E = 0,5mv^2 - mgh_1

Совет: Чтобы лучше понять принцип сохранения энергии и решать подобные задачи, полезно проводить дополнительные эксперименты или наблюдения, а также выполнять практические задания.

Дополнительное задание: Определите изменение полной энергии для кирпича массой 2 кг, который падает с высоты 15 м до уровня земли. Ответ дайте в Дж.