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.
Ответ: 18 Дж.