Номер 464, страница 56 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Московкина, Волков

7 класс. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения и превращения механической энергии - номер 464, страница 56.

Условие.

464. Тело массой 1 кг падает с высоты 1 м. На сколько изменилась его потенциальная энергия, когда оно оказалось на высоте 30 см?

Решение.

Дано:

Масса тела $m = 1$ кг
Начальная высота $h_1 = 1$ м
Конечная высота $h_2 = 30$ см

$h_2 = 30 \text{ см} = 0,3 \text{ м}$

Найти:

Изменение потенциальной энергии $ΔE_p$.

Решение:

Для решения задачи примем значение ускорения свободного падения $g \approx 10 \text{ м/с²}$.

Изменение потенциальной энергии $ΔE_p$ определяется как разность между конечной ($E_{p2}$) и начальной ($E_{p1}$) потенциальной энергией тела:

$ΔE_p = E_{p2} - E_{p1}$

Потенциальная энергия тела, поднятого на высоту $\text{h}$ над нулевым уровнем, вычисляется по формуле:

$E_p = mgh$

Найдем потенциальную энергию тела в начальном положении (на высоте $h_1$):

$E_{p1} = mgh_1 = 1 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с²} \cdot 1 \text{ м} = 10 \text{ Дж}$

Найдем потенциальную энергию тела в конечном положении (на высоте $h_2$):

$E_{p2} = mgh_2 = 1 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с²} \cdot 0,3 \text{ м} = 3 \text{ Дж}$

Теперь рассчитаем изменение потенциальной энергии:

$ΔE_p = 3 \text{ Дж} - 10 \text{ Дж} = -7 \text{ Дж}$

Знак «минус» в результате означает, что потенциальная энергия тела уменьшилась, так как высота тела над поверхностью земли стала меньше.

Ответ: потенциальная энергия тела уменьшилась на 7 Дж.