Номер 637, страница 74 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Работа и мощность. Энергия. 27. Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия - номер 637, страница 74.

Решение.

Дано:

Масса тела, $m = 5$ кг
Высота тела над поверхностью земли, $h_1 = 12$ м
Высота крыши здания, $h_2 = 4$ м
Ускорение свободного падения, $g \approx 9,8$ м/с²

Найти:

а) Потенциальную энергию тела относительно поверхности земли, $E_{p1}$
б) Потенциальную энергию тела относительно крыши здания, $E_{p2}$

Решение:

Потенциальная энергия тела в поле тяготения Земли определяется формулой:

$E_p = mgh$

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

а) относительно поверхности земли

В данном случае нулевым уровнем является поверхность земли. Высота тела относительно этого уровня составляет $h_1 = 12$ м. Рассчитаем потенциальную энергию:

$E_{p1} = m \cdot g \cdot h_1 = 5 \text{ кг} \cdot 9,8 \text{ м/с}^2 \cdot 12 \text{ м} = 588 \text{ Дж}$

Ответ: Потенциальная энергия тела относительно поверхности земли равна 588 Дж.

б) относительно крыши здания, высота которого 4 м

В этом случае за нулевой уровень принимается крыша здания. Тело находится на высоте $h_1 = 12$ м от земли, а крыша — на высоте $h_2 = 4$ м. Следовательно, высота тела относительно крыши равна разности этих высот:

$h = h_1 - h_2 = 12 \text{ м} - 4 \text{ м} = 8 \text{ м}$

Теперь рассчитаем потенциальную энергию относительно крыши здания:

$E_{p2} = m \cdot g \cdot h = 5 \text{ кг} \cdot 9,8 \text{ м/с}^2 \cdot 8 \text{ м} = 392 \text{ Дж}$

Ответ: Потенциальная энергия тела относительно крыши здания равна 392 Дж.