Приложение на закона за запазване на механичната енергия за вертикално движение при свободно падане – проблеми и решения

1. Човек хвърля камък от 1 кг нагоре със скорост 2 м/с, докато стои на ръба на скала, така че камъкът да падне до основата на скалата на 40 метра по-долу. Каква е кинетичната енергия на камъка на 10 метра над земята? Ускорение на гравитацията g = 10 м/ ^с².

Известни:

Маса (m) = 1 kg

Начална скорост (v₂o ₎ = 2 m/s

Промяната във височината = 40 – 10 = 30 метра

Ускорение на гравитацията (g) = 10 m/ ^s²

Търси се: кинетична енергия на камък на 10 метра над земята

решение:

Началната механична енергия

Началната гравитационна потенциална енергия (EP) = mgh = (1)(10)(30) = 300 джаула

Началната кинетична енергия (KE) = ½ mv _o ² = ½ (1)(2) ² = ½ (4) = 2 джаула

Началната механична енергия = началната гравитационна потенциална енергия + началната кинетична енергия = 300 + 2 = 302 джаула.

Крайната механична енергия

Крайната механична енергия = крайната кинетична енергия = началната гравитационна потенциална енергия + началната кинетична енергия = 300 + 2 = 302 джаула.

[ирп]

2. Човек хвърля предмет с маса 1 кг нагоре във въздуха с начална скорост 10 m/s. Определете (а) гравитационната потенциална енергия на максималната височина (б) максималната височина.

Ускорението на гравитацията е 10 m/ ^s²

Известни:

Маса (m) = 1 кг

Начална скорост (v₂o ₎ = 10 m/s

Ускорение на гравитацията (g) = 10 m/ ^s²

Търси се : гравитационната потенциална енергия на максимална височина и максималната височина

решение:

(а) гравитационната потенциална енергия на максималната височина

Началната механична енергия:

Началната механична енергия (ME) = началната кинетична енергия (KE) = ½ mv _o ² = ½ (1)(10) ² = ½ (100) = 50 джаула.

Крайната механична енергия:

Крайната механична енергия (ME) = гравитационната потенциална енергия (PE)

Принципът на запазване на механичната енергия:

Началната механична енергия = крайната механична енергия

КЕ = ПЕ

50 = PE

Гравитационната потенциална енергия е 50 джаула.

(б) Максималната височина

PE = mgh

50 = (1)(10) ч

50 = 10 часа

h = 50 / 10 = 5 метра

Максималната височина е 5 метра над земята.

[wpdm_package id='1174']

1. Работа, извършена от сила, задачи и решения
2. Проблеми с кинетичната енергия и техните решения
3. Проблеми и решения на принципите на работа-механична енергия
4. Проблеми с гравитационната потенциална енергия и решения
5. Потенциална енергия на задачите за еластични пружини и решенията им
6. Проблеми със захранването и решения
7. Приложение на запазването на механичната енергия за движение при свободно падане
8. Приложение на запазването на механичната енергия за движение нагоре и надолу при свободно падане
9. Приложение на закона за запазване на механичната енергия за движение по извита повърхност
10. Приложение на закона за запазване на механичната енергия за движение по наклонена равнина
11. Приложение на запазването на механичната енергия за движение на снаряд