Question

Шарик массой 200 г падает с высоты 20 м, начиная с нулевой скоростью. Во время падения сопротивление воздуха рассеивает 4 Дж энергии. Найдите кинетическую энергию шарика непосредственно перед столкновением с землёй. Ответ выразите в джоулях.

Accepted Answer

36

Answer

Дано: $m = 0{,}2$ кг, $h = 20$ м, $v_0 = 0$ м/с, $E_{	ext{потери}} = 4$ Дж.

Идея решения: применить закон сохранения энергии, учитывая потери на сопротивление воздуха.

В начальный момент шарик находится на высоте $h$ с нулевой скоростью. Его полная механическая энергия равна потенциальной энергии:

$$E_0 = mgh$$

В момент перед ударом о землю высота равна нулю, поэтому вся энергия перешла в кинетическую. Однако часть энергии была рассеяна сопротивлением воздуха. По закону сохранения энергии:

$$mgh = E_к + E_{	ext{потери}}$$

Выразим кинетическую энергию:

$$E_к = mgh - E_{	ext{потери}}$$

Подставим численные значения:

$$E_к = 0{,}2 \cdot 10 \cdot 20 - 4 = 40 - 4 = 36 	ext{ Дж}$$

Задание №3Динамика и законы сохраненияЕГЭ по физике