Хлопчик на санчатах з'їжджає з горки висотою 5 м,маса хлопчика з санчатами 40 кг.Дайте відповіді на запитання: 1) Якою енергією володіють санчата на висоті? Знайдіть її значення2) Які перетворення енергії відбуваються під час руху санчата 3) Якою енергією будуть володіти санчата при з'їзді з горки (внизу при з'їздi)? Знайдіть її значення 4) Знайдіть швидкість санчат в кінці спуску.​

Ответ:

1. Енергія, якою володіють санчата на висоті, називається потенційною енергією і визначається формулою E = mgh, де m - маса санчат, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м / с²), h - висота. Оскільки висота не вказана, то значення потенційної енергії не може бути визначено.

2. Під час руху санчата відбувається перетворення потенційної енергії в кінетичну енергію. Також можуть відбуватися інші перетворення енергії, наприклад, втрати енергії на тертя між санчатами і поверхнею, теплові втрати тощо.

3. При з'їзді з горки потенційна енергія перетворюється в кінетичну. За законом збереження енергії сума потенційної та кінетичної енергії залишається сталою. Тому, якщо санчата знаходилися на висоті і мали потенційну енергію, то під час з'їзду вниз вони будуть мати кінетичну енергію. Знову ж таки, значення кінетичної енергії залежить від висоти, на якій розташовані санчата і від швидкості з'їзду. Оскільки висота не вказана, то знайдення кінетичної енергії також неможливе.

4. Знайдення швидкості санчат в кінці спуску може бути здійснене з використанням законів збереження енергії та руху. Механічна енергія на початку руху (на висоті) повинна бути рівною механічній енергії в кінці руху (внизу) згідно з законом збереження енергії. Тобто,

механічна енергія на початку руху = механічна енергія в кінці руху

або 

мгh = 1/2mv²,

де m - маса санчат, v - швидкість в кінці спуску, g - прискорення вільного падіння, h - висота.

З цієї формули можна вивести вираз для швидкості:

v = (2gh)^(1/2)

Якщо висота рівна 100 м, то швидкість санчат в кінці спуску буде:

v = (2 × 9,8 м / с² × 100 м)^(1/2) ≈ 44,3 м / с

Объяснение: