Вариант 1 Задача 1 (базовая, на понимание закона) Мяч массой 300 г падает с высоты 5 метров. Сопротивлением воздуха пренебречь. а) Чему равна полная механическая энергия мяча в начале падения? б) Чему равна кинетическая энергия мяча в момент перед ударом о землю? в) Чему равна скорость мяча перед ударом? *Указание: g = 10 Н/кг*

Задача 1

а) Полная механическая энергия

Полная механическая энергия (E) мяча в начале падения равна сумме его кинетической (Ek) и потенциальной (Ep) энергии.

Поскольку мяч падает с высоты, его начальная скорость равна нулю, следовательно, кинетическая энергия равна нулю.

Ep = m * g * h

где:

• m = 300 г = 0.3 кг (масса мяча)
• g = 10 Н/кг (ускорение свободного падения)
• h = 5 м (высота падения)

Ep = 0.3 кг * 10 Н/кг * 5 м = 15 Дж

E = Ek + Ep = 0 Дж + 15 Дж = 15 Дж

Ответ: Полная механическая энергия мяча в начале падения равна 15 Дж.

б) Кинетическая энергия перед ударом о землю

По закону сохранения механической энергии, если сопротивлением воздуха пренебречь, полная механическая энергия остается постоянной.

Следовательно, кинетическая энергия мяча в момент перед ударом о землю будет равна его полной механической энергии в начале падения.

Ответ: Кинетическая энергия мяча перед ударом о землю равна 15 Дж.

в) Скорость мяча перед ударом

Кинетическая энергия (Ek) вычисляется по формуле:

Ek = 0.5 * m * v^2

где:

• Ek = 15 Дж (кинетическая энергия перед ударом)
• m = 0.3 кг (масса мяча)
• v — скорость мяча (искомая величина)

Выразим скорость из формулы:

v^2 = (2 * Ek) / m

v = sqrt((2 * Ek) / m)

v = sqrt((2 * 15 Дж) / 0.3 кг)

v = sqrt(30 Дж / 0.3 кг)

v = sqrt(100 м^2/с^2)

v = 10 м/с

Ответ: Скорость мяча перед ударом равна 10 м/с.