ID: 00016247
Шарик массой $m=200$ г падает с высоты $h=10$ м без начальной скорости. К моменту падения на землю потеря полной механической энергии шарика из-за действия силы сопротивления воздуха составила $10\%$. Чему равна кинетическая энергия шарика перед ударом о землю? Ответ выразите в джоулях.
Источник: ФИПИ
Если бы воздух не мешал, вся потенциальная энергия наверху превратилась бы в кинетическую внизу — это закон сохранения энергии. Но часть энергии «съедает» сопротивление воздуха, поэтому до земли долетает не вся, а её доля.
В верхней точке скорости нет, вся энергия — потенциальная. Возьмём уровень земли за ноль, тогда полная механическая энергия в начале $E_0=mgh$.
$E_0=mgh=0{,}2\cdot 10\cdot 10=20$ Дж.
Потерялось $10\%$, значит до земли «дожило» $90\%$ от запаса. Внизу высоты уже нет, поэтому вся оставшаяся энергия — кинетическая:
$E_k=0{,}9\,E_0=0{,}9\cdot 20=18$ Дж.