Найти потенциальную и кинетическую энергии тела массой m = 5 кг

Пример решения задачи №64.

Найти потенциальную и кинетическую энергии тела массой m = 5 кг, падающего свободно с высоты Н = 10 м, на расстоянии h = 4 м от поверхности земли.

Решение:

Потенциальную энергию тела на высоте h (рис. 15-10) мы найдем сразу по формуле

Кинетическую энергию тела на высоте h можно найти двумя способами. Можно найти скорость тела , на высоте А, а затем воспользоваться формулой кинетической энергии .

Но нам представляется более простым другой способ, основанный на законе сохранения механической энергии. Поскольку полная механи-

ческая энергия тела в процессе свободного падения не изменяется, а полной механической энергией является сумма потенциальной и кинетической энергий тела в каждый момент времени его движения, то сумма потенциальной энергии и кинетической энергии тела на высоте h будет равна сумме этих энергий и на любой другой высоте, значит, и на высоте Н. Но на высоте Н кинетическая энергия тела так как там начальная скорость тела равна 0. Значит, на высоте Н тело обладает только потенциальной энергией :

Тогда по закону сохранения механической энергии откуда

Задача в общем виде решена.

Произведем вычисления: = 5 • 9,8 • 4 Дж = 196 Дж, = (5 • 9,8 • 10 — 196) Дж = 294 Дж.

Ответ: .

Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там теория и задачи по всем темам физики, можете посмотреть:

Физика — задачи с решениями и примерами

Возможно вам будут полезны ещё вот эти задачи:

Пример решения задачи №62. Тело массой т падает свободно на землю с высоты Н без начальной скорости.

Пример решения задачи №63. Тело соскользнуло по желобу с высоты Н без начальной скорости и описало петлю радиусом R в вертикальной плоскости (рис. 15-7). Если трение отсутствует, то суммарная потенциальная и кинетическая энергия в любой точке траектории одинакова и равна начальной потенциальной энергии в высшей точке.

Пример решения задачи №65. Тело массой т = 5 кг падает свободно с высоты Н = 12 м (см. рис. 15-10). Найти изменение его потенциальной энергии через t = 0,5 с после начала падения. Начальная скорость = 0.

Пример решения задачи №66. Снаряд, получивший при выстреле начальную скорость = 300 м/с, летит вертикально вверх (рис. 15-1, в). На какой высоте h его кинетическая энергия станет равна потенциальной ? Сопротивлением пренебречь.