ID: 00014580
Груз массой $100$ г свободно падает с высоты $10$ м с нулевой начальной скоростью. Какова потенциальная энергия груза в тот момент времени, когда его скорость равна $8$ м/с? Примите, что потенциальная энергия груза равна нулю на поверхности Земли.
Ответ дайте в джоулях.
Источник: Сборник Гиголо
При свободном падении трения нет — полная механическая энергия (кинетическая плюс потенциальная) держится постоянной. В самом начале груз стоит наверху: вся энергия — потенциальная. Дальше она перетекает в кинетическую. Значит, в любой момент потенциальная = полная минус кинетическая.
$$E = mgh = 0{,}1\cdot 10\cdot 10 = 10\text{ Дж}$$
$$E_к = \frac{mv^2}{2} = \frac{0{,}1\cdot 8^2}{2} = \frac{0{,}1\cdot 64}{2} = 3{,}2\text{ Дж}$$
$$E_п = E - E_к = 10 - 3{,}2 = 6{,}8\text{ Дж}$$
Заметьте: считать высоту в этот момент не нужно — энергия сама всё «распределила».