Энергия — Задание Физика 8 Класс №00050709

Здесь два этапа. Сначала мальчик тащит санки вверх. Трения нет, санки едут равномерно, поэтому вся его работа над санками идёт на увеличение их потенциальной энергии, и по этой работе можно узнать высоту горки. Потом мальчик с санками съезжает вниз, и их общая потенциальная энергия переходит в кинетическую.

Этап первый. Работа над санками равна приросту их потенциальной энергии: $A = m_{\text{с}}gh$. Выразим высоту горки:

$$h = \dfrac{A}{m_{\text{с}}g} = \dfrac{180}{6\cdot 10} = 3\text{ м}.$$

Заметь: крутизна склона здесь не важна. Тянуть по пологому склону легче, но дольше, а работа на подъём та же самая.

Этап второй. Вниз едут уже двое — мальчик и санки, их общая масса $34 + 6 = 40$ кг. На вершине у них только потенциальная энергия относительно подножия, у подножия — только кинетическая:

$$E_{\text{к}} = (m_{\text{м}} + m_{\text{с}})gh = 40\cdot 10\cdot 3 = 1200\text{ Дж}.$$

Проверим себя пропорцией, без высоты. На подъём пустых санок массой $6$ кг ушло $180$ Дж. Вниз с той же высоты едет масса в $\dfrac{40}{6}$ раза больше, значит, и энергия во столько же раз больше: $180\cdot 40 : 6 = 7200 : 6 = 1200$ Дж. Сходится.