Номер 470, страница 71 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Потенциальная и кинетическая энергия. Законы движения и взаимодействия тел - номер 470, страница 71.

470. Автомобиль массой 1 т перемещается из точки A в точку B, а затем в точку C (рис. 96). Определите потенциальную энергию автомобиля в точках B и C относительно точки A.

Рис. 96

Дано:

Масса автомобиля, $m = 1 \text{ т}$
Высота точки B относительно точки A, $h_B = 5 \text{ м}$
Высота точки C относительно точки A, $h_C = -7 \text{ м}$
Ускорение свободного падения, $g \approx 9.8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$

Перевод в систему СИ:

$m = 1 \text{ т} = 1000 \text{ кг}$

Найти:

$E_{pB}$ - ?

$E_{pC}$ - ?

Решение:

Потенциальная энергия тела в поле тяготения Земли вычисляется по формуле:

$E_p = mgh$

где $m$ — масса тела, $g$ — ускорение свободного падения, $h$ — высота тела над нулевым уровнем. В данной задаче за нулевой уровень потенциальной энергии принимается точка A.

Потенциальная энергия автомобиля в точке B

Точка B находится на высоте $h_B = 5 \text{ м}$ относительно точки A. Рассчитаем потенциальную энергию в этой точке:

$E_{pB} = m \cdot g \cdot h_B = 1000 \text{ кг} \cdot 9.8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \cdot 5 \text{ м} = 49000 \text{ Дж}$

Переведем джоули в килоджоули: $49000 \text{ Дж} = 49 \text{ кДж}$.

Ответ: Потенциальная энергия автомобиля в точке B равна $49 \text{ кДж}$.

Потенциальная энергия автомобиля в точке C

Точка C находится на 7 м ниже точки A, поэтому ее высота относительно нулевого уровня будет отрицательной: $h_C = -7 \text{ м}$. Рассчитаем потенциальную энергию в этой точке:

$E_{pC} = m \cdot g \cdot h_C = 1000 \text{ кг} \cdot 9.8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \cdot (-7 \text{ м}) = -68600 \text{ Дж}$

Переведем джоули в килоджоули: $-68600 \text{ Дж} = -68.6 \text{ кДж}$.

Ответ: Потенциальная энергия автомобиля в точке C равна $-68.6 \text{ кДж}$.