Номер 1, страница 113 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

1. На балконе лежал мяч массой 300 г и гантеля массой 1 кг. Какое тело обладает большей потенциальной энергией относительно поверхности земли?

Дано:

Масса мяча, $m_{мяча} = 300 \text{ г}$

Масса гантели, $m_{гантели} = 1 \text{ кг}$

Оба тела находятся на одной и той же высоте $h$.

Переведем все данные в систему СИ:

$m_{мяча} = 300 \text{ г} = 0.3 \text{ кг}$

Найти:

Какое из тел обладает большей потенциальной энергией.

Решение:

Потенциальная энергия тела в поле тяготения Земли определяется по формуле:

$E_p = mgh$

где $m$ — масса тела, $g$ — ускорение свободного падения, $h$ — высота тела над поверхностью, принятой за нулевой уровень (в данном случае — поверхность земли).

Согласно условию задачи, мяч и гантеля лежат на одном балконе, следовательно, высота $h$ для них одинакова. Ускорение свободного падения $g$ также является константой для обоих тел.

Из формулы видно, что при одинаковых $g$ и $h$ потенциальная энергия прямо пропорциональна массе тела ($E_p \sim m$). Это означает, что тело с большей массой будет обладать большей потенциальной энергией.

Сравним массы тел:

Масса мяча $m_{мяча} = 0.3 \text{ кг}$.

Масса гантели $m_{гантели} = 1 \text{ кг}$.

Так как $1 \text{ кг} > 0.3 \text{ кг}$, то $m_{гантели} > m_{мяча}$.

Следовательно, потенциальная энергия гантели больше потенциальной энергии мяча.

Ответ: большей потенциальной энергией обладает гантеля, так как при одинаковой высоте ее масса больше массы мяча.