Номер 2, страница 28, часть 2 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 4. Механическая работа. Энергия. Закон сохранения механической энергии. Параграф 43. Система тел. Потенциальная энергия - номер 2, страница 28.

Условие.

2. Определите изменение потенциальной энергии системы «сосулька – Земля» при падении сосульки с высоты $h = 30$ м. Масса сосульки $m = 5$ кг.

Ответ: ______.

Решение.

Дано:

$m = 5$ кг

$h = 30$ м

Примем ускорение свободного падения $g \approx 10$ Н/кг (или 10 м/с²).

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

$\Delta E_p$

Решение:

Изменение потенциальной энергии ($\Delta E_p$) системы «тело — Земля» вычисляется как разность между конечной и начальной потенциальной энергией.

$\Delta E_p = E_{p2} - E_{p1}$

Потенциальная энергия тела, поднятого на высоту $\text{h}$ над поверхностью Земли, определяется по формуле:

$E_p = mgh$

где $\text{m}$ — масса тела, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, $\text{h}$ — высота над нулевым уровнем.

Начальное состояние: сосулька находится на высоте $h_1 = h = 30$ м. Ее начальная потенциальная энергия равна:

$E_{p1} = mgh_1 = mgh$

Конечное состояние: сосулька упала на землю. Примем поверхность земли за нулевой уровень высоты, тогда $h_2 = 0$ м. Ее конечная потенциальная энергия равна:

$E_{p2} = mgh_2 = mg \cdot 0 = 0$

Теперь найдем изменение потенциальной энергии:

$\Delta E_p = E_{p2} - E_{p1} = 0 - mgh = -mgh$

Знак «минус» означает, что потенциальная энергия системы уменьшилась.

Подставим числовые значения в формулу:

$\Delta E_p = -5 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с²} \cdot 30 \text{ м} = -1500 \text{ Дж}$

Это значение можно также выразить в килоджоулях: $-1500 \text{ Дж} = -1,5 \text{ кДж}$.

Ответ: изменение потенциальной энергии системы равно $-1500$ Дж.