Номер 2, страница 37 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Работа и мощность. Энергия. ТЗ-21. Механическая энергия - номер 2, страница 37.

Условие.

2. По горизонтальному столу катится шарик массой 500 г с постоянной скоростью $20\frac{\text{см}}{\text{с}}$. Чему равна его кинетическая энергия?

Решение.

Дано:

Масса шарика, $m = 500 \text{ г}$

Скорость шарика, $v = 20 \frac{\text{см}}{\text{с}}$

Переведем данные в Международную систему единиц (СИ):

$m = 500 \text{ г} = 0.5 \text{ кг}$

$v = 20 \frac{\text{см}}{\text{с}} = 0.2 \frac{\text{м}}{\text{с}}$

Найти:

Кинетическую энергию шарика, $E_k$.

Решение:

Кинетическая энергия тела – это энергия, которой оно обладает вследствие своего движения. В условии задачи сказано, что шарик "катится", что подразумевает наличие как поступательного, так и вращательного движения. Однако, для расчета полной кинетической энергии ($E_k = E_{пост} + E_{вращ}$) необходимы данные о форме и размерах тела (например, радиусе), которые в условии отсутствуют. Поэтому в рамках данной задачи мы будем находить только кинетическую энергию поступательного движения, рассматривая шарик как материальную точку.

Формула для кинетической энергии поступательного движения:

$E_k = \frac{m v^2}{2}$

где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{v}$ — его скорость.

Подставим в формулу значения, выраженные в единицах СИ, и произведем вычисления:

$E_k = \frac{0.5 \text{ кг} \cdot (0.2 \frac{\text{м}}{\text{с}})^2}{2} = \frac{0.5 \text{ кг} \cdot 0.04 \frac{\text{м}^2}{\text{с}^2}}{2} = \frac{0.02 \text{ Дж}}{2} = 0.01 \text{ Дж}$

Ответ: кинетическая энергия шарика равна $0.01 \text{ Дж}$.