Виды Энергии — Задание 3 ЕГЭ по физике №00047283

Брусок отпустили на высоте $1{,}2$ м над концом спуска, и он съехал вниз по гладкой плоскости. Спрашивают, какую энергию движения он набрал к концу спуска.

Посмотрим на спуск через работу. Кинетическая энергия тела меняется ровно на работу всех сил, которые на него действуют, — это теорема о кинетической энергии. Какие тут силы? Сила тяжести и сила реакции плоскости. Трения нет — плоскость гладкая, воздух не мешает.

Сила реакции перпендикулярна плоскости, а брусок едет вдоль неё — работа этой силы равна нулю. Работу совершает только сила тяжести, и для неё важно лишь, насколько тело опустилось по вертикали:

$$A_{\text{тяж}}=mgh$$

Брусок стартовал из покоя, его начальная кинетическая энергия равна нулю. Значит, вся работа силы тяжести ушла в энергию движения:

$$E_k=0+A_{\text{тяж}}=mgh$$

Переводим массу в килограммы: $80\ \text{г}=0{,}08\ \text{кг}$. Подставляем $h=1{,}2$ м и $g=10\ \text{м/с}^2$:

$$E_k=0{,}08\cdot10\cdot1{,}2=0{,}96\ \text{Дж}$$

Проверим себя законом сохранения энергии: наверху у бруска была только потенциальная энергия $mgh=0{,}96$ Дж (скорость нулевая), внизу — только кинетическая. Потерь нет, поэтому числа совпадают.