Задание EF19083

ЕГЭ▿базовый уровень сложности▿ФИПИ(19083)
Шарик массой 100 г падает с высоты 100 м с начальной скоростью, равной нулю. Чему равна его кинетическая энергия в момент перед падением на землю, если потеря энергии за счёт сопротивления воздуха составила 20 Дж?
📜Теория для решения: Закон сохранения механической энергии

Решение

Алгоритм решения

  1. Записать исходные данные и перевести единицы измерения величин в СИ.
  2. Записать закон сохранения механической энергии.
  3. Записать закон сохранения применительно к задаче.
  4. Выполнить общее решение.
  5. Подставить известные данные и вычислить искомую величину.

Решение

Запишем исходные данные:

  • Масса шарика: m = 100 г.
  • Высота, с которой начал падать шарик: h = 100 м.
  • Энергия, потерянная за счет сопротивления воздуха: Q = 20 Дж.

100 г = 0,1 кг

Закон сохранения механической энергии для замкнутой системы:

Ek0 + Ep0 = Ek + Ep = const

Согласно условию задачи, система не является замкнутой, так как на шарик действует сила сопротивления воздуха. Поэтому закон сохранения энергии примет вид:

Ek0 + Ep0 = Ek + Ep + Q

Шарик начал падать из состояния покоя, поэтому начальная кинетическая энергия равна нулю. В момент приземления кинетическая энергия максимальная, а потенциальная равна нулю. Поэтому:

Ep0 = Ek + Q

Потенциальная энергия определяется формулой:

Ep0 = mgh

Следовательно:

mgh = Ek + Q

Отсюда кинетическая энергия шарика в момент перед падением на землю равна:

Ek = mghQ = 0,110100 – 20 = 80 (Дж)

Ответ: 80

Алиса Никитина | 📄 Скачать PDF | Просмотров: 10 | Оценить:

Добавить комментарий



Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *