Задача 1. Падение яблока Яблоко массой 200 г падает с яблони с высоты 3 метра. а) Чему равна его потенциальная энергия в момент начала падения? б) Какой кинетической энергией оно будет обладать перед самым ударом о землю? в) Чему равна его скорость в этот момент? Подсказка: используйте закон сохранения энергии — потенциальная энергия полностью переходит в кинетическую.

Решение:

1. а) Потенциальная энергия в начале падения
   • Дано:
     • Масса яблока (m) = 200 г = 0.2 кг
     • Высота (h) = 3 м
     • Ускорение свободного падения (g) ≈ 9.8 м/с²
   • Формула потенциальной энергии: E_p = mgh
   • Расчет: E_p = 0.2 кг * 9.8 м/с² * 3 м = 5.88 Дж
2. б) Кинетическая энергия перед ударом о землю
   • Согласно закону сохранения энергии, потенциальная энергия в начале падения равна кинетической энергии перед ударом о землю (при условии отсутствия сопротивления воздуха).
   • Следовательно, кинетическая энергия (E_k) = 5.88 Дж
3. в) Скорость яблока перед ударом о землю
   • Формула кинетической энергии: E_k = 1/2 * m * v²
   • Выразим скорость: v = sqrt(2 * E_k / m)
   • Расчет: v = sqrt(2 * 5.88 Дж / 0.2 кг) = sqrt(58.8) ≈ 7.67 м/с

Ответ:

• а) Потенциальная энергия: 5.88 Дж
• б) Кинетическая энергия: 5.88 Дж
• в) Скорость: ≈ 7.67 м/с