Номер 34.8, страница 125 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 4. Работа и мощность. Простые механизмы. Энергия. Параграф 34. Энергия. Закон сохранения энергии - номер 34.8, страница 125.

Условие.

34.8 [810] Семиклассница ростом $162 \text{ см}$ подняла свой учебник физики массой $315 \text{ г}$ на высоту $1,94 \text{ м}$ над полом. Чему равна потенциальная энергия книги относительно пола? относительно макушки девочки?

Решение 3.

Решение 4.

Решение 6.

Решение 7.

Дано:

Рост семиклассницы ($h_д$) = 162 см = 1,62 м
Масса учебника ($m$) = 315 г = 0,315 кг
Высота книги над полом ($h_1$) = 1,94 м
Ускорение свободного падения ($g$) $\approx 9,8$ м/с$^2$

Найти:

Потенциальная энергия книги относительно пола ($E_{p1}$) - ?
Потенциальная энергия книги относительно макушки девочки ($E_{p2}$) - ?

Решение:

Потенциальная энергия тела, поднятого над некоторым нулевым уровнем, вычисляется по формуле:
$E_p = mgh$
где $m$ – масса тела, $g$ – ускорение свободного падения, $h$ – высота тела над нулевым уровнем.

относительно пола?

В этом случае за нулевой уровень принимается пол. Высота книги над полом дана в условии и составляет $h_1 = 1,94$ м.
Рассчитаем потенциальную энергию:
$E_{p1} = m \cdot g \cdot h_1 = 0,315 \text{ кг} \cdot 9,8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \cdot 1,94 \text{ м} \approx 5,99 \text{ Дж}$

Ответ: потенциальная энергия книги относительно пола равна примерно 5,99 Дж.

относительно макушки девочки?

В этом случае за нулевой уровень принимается макушка девочки, которая находится на высоте $h_д = 1,62$ м от пола.
Чтобы найти потенциальную энергию книги относительно макушки, нужно найти высоту книги над макушкой девочки. Эта высота $h_2$ будет разностью высоты книги над полом и роста девочки:
$h_2 = h_1 - h_д = 1,94 \text{ м} - 1,62 \text{ м} = 0,32 \text{ м}$
Теперь рассчитаем потенциальную энергию относительно макушки девочки:
$E_{p2} = m \cdot g \cdot h_2 = 0,315 \text{ кг} \cdot 9,8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \cdot 0,32 \text{ м} \approx 0,99 \text{ Дж}$

Ответ: потенциальная энергия книги относительно макушки девочки равна примерно 0,99 Дж.