Номер 655, страница 76 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Работа и мощность. Энергия. 27. Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия - номер 655, страница 76.

Решение.

Дано:

масса «бабы» $m = 300$ кг

высота падения $h = 8$ м

ускорение свободного падения $g \approx 9,8$ м/с²

Найти:

кинетическую энергию «бабы» в момент удара $E_k$.

Решение:

Воспользуемся законом сохранения механической энергии. В начальный момент, на высоте $h=8$ м, «баба» находится в состоянии покоя, поэтому её кинетическая энергия равна нулю, а потенциальная энергия максимальна и определяется формулой:

$E_p = mgh$

где $\text{m}$ - масса тела, $\text{g}$ - ускорение свободного падения, $\text{h}$ - высота.

В процессе падения, при отсутствии сопротивления воздуха, потенциальная энергия тела полностью переходит в кинетическую. В момент удара о сваю (на нулевой высоте) потенциальная энергия будет равна нулю, а кинетическая энергия достигнет своего максимального значения. Таким образом, кинетическая энергия «бабы» в момент удара будет равна её начальной потенциальной энергии:

$E_k = E_p = mgh$

Подставим заданные значения в формулу:

$E_k = 300 \text{ кг} \cdot 9,8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \cdot 8 \text{ м} = 23520 \text{ Дж}$

Для удобства можно перевести результат в килоджоули (кДж), зная, что 1 кДж = 1000 Дж:

$E_k = \frac{23520}{1000} \text{ кДж} = 23,52 \text{ кДж}$

Ответ: кинетическая энергия «бабы» в момент удара о сваю составляет 23520 Дж (или 23,52 кДж).