Камень массой 0, 04 кг бросают вертикально вверх со скоростью 30 м/с. Определите полную энергию камня в конце четвертой секунды. Потенциальная энергия камня в начальный момент равна нулю. .

ответ: 18 Дж

Объяснение:

Запишем «Дано»:

m = 0,04 кг

v0 = 30 м/с

Полная энергия тела — это сумма кинетической и потенциальной энергий:

Еполн = Ек + Еп

Кинетическая энергия рассчитывается по формуле

Ек =

Потенциальная энергия — по формуле

Еп = mgh (h — высота, на которой находится тело).

Для вычисления кинетической энергии камня в конце 4й секунды движения нам нужно знать его скорость v в конце 4й секунды. Для нахождения потенциальной энергии нужно знать высоту h, на которой находилось тело в конце 4й секунды.

Сначала найдём скорость v.

Движение брошенного вертикально вверх тела — частный случай прямолинейного равноускоренного движения (в данном случае ускорение а = g, а точнее — -g, так как скорость и ускорение направлены в противоположные стороны (скорость — вверх, ускорение g — вниз)).

Так как движение равноускоренное, скорость в определённый момент времени определяется по формуле

v = v0 + at, где v0 — начальная скорость, а — ускорение, t — время.

В нашем случае формула выглядит так:

v = v0 - gt

Подставим в неё значения:

v = 30 м/с - 10 м/с² * 4 с = -10 м/с.

Знак «минус» в данном случае говорит о том, что скорость тела направлена противоположно начальной — вниз. Значит, за 4 секунды тело преодолело высшую точку полёта и начало падать.

Итак, в конце четвёртой секунды тело имело скорость 10 м/с, направленную вниз. Зная это, можно рассчитать кинетическую энергию тела в конце 4й секунды:

Ек = = 2 (Дж)

Теперь найдём высоту h, на которой находился камень в конце 4й секунды.

Уже известно, что к концу 4й секунды камень высшую точку своей траектории и начал падать. Чтобы найти высоту камня в конце 4й секунды, нужно:

- найти высоту высшей точки траектории

- посчитать, за какое время достигнута камнем эта высота, и, вычтя это время из 4х секунд, найти, сколько времени камень падал

- найти расстояние, пройденное камнем за время падения, и вычесть его из максимальной высоты (высшей точки)

Так как движение равноускоренное (с ускорением -g), перемещение камня можно выразить формулой

В высшей точки траектории скорость v равна нулю, значит, перемещение камня до точки траектории:

S = = 45 (м)

Так как в начальный момент потенциальная энергия камня была равна нулю, сначала он находился на земле (его масса не равна нулю, g тоже не равно нулю, значит, h = 0). Следовательно, перемещение камня до высшей точки — это высота высшей точки. Высшая точка траектории камня находится на высоте 45 м.

Перемещение при равноускоренном прямолинейном движении также вычисляется по формуле

(t — время)

В высшей точке траектории v = 0, значит,

S =

Выразим t:

t =

t = = 3 (с)

Значит, камеень достиг высшей точки за 3 секунды. Отсюда следует, что падал он 4 - 3 = 1 (секунду).

Снова воспользуемся формулой , чтобы найти перемещение камня за эту секунду падения. Теперь v0 = 0 (камень начинает падать в высшей точке траектории, когда его скорость равна нулю).

S = = 5 (м)

Значит, в конце 4й секунды камень оказался на 5 м ниже высшей точки траектории — на высоте 45 м - 5 м = 40 м.

Подставим это значение вместо h в формулу потенциальной энергии:

Еп = mgh = 0,04 кг * 10 м/с² * 40 м = 16 Дж.

Итак, в конце 4й секунды движения кинетическая энергия камня равна 2 Дж, а потенциальная — 16 Дж. Тогда его полная энергия равна

Еполн = Ек + Еп = 2 Дж + 16 Дж = 18 Дж.

у період літніх канікул і відпусток адміністрація Дніпропетровського району електричних мереж звертається до вас із застереженням про електробезпеку.

Життя сучасної людини неможливе без благ цивілізації: електричного освітлення, холодильників, телевізорів, пилосмоків, комп’ютерів, кондиціонерів і таке інше. Для роботи цих електричних приладів на вулицях міст, селищ та сел нашої області та району прокладені повітряні та кабельні лінії, котрі підключені до трансформаторних підстанцій та розподільчих пунктів електроенергії.

Окрім зручностей, це електричне господарство створює потенційну загрозу для населення – ураження струмом у випадку недотримання спеціальних правил безпеки в електроустановках, а також правил поведінки й роботи в охоронних зонах цих мереж. Частіше за все, на жаль, ціною недотримання простих правил безпеки є життя людей.

На трасах підземних кабельних ліній виконуються земельні роботи, часто з застосуванням спеціальної техніки. Трапляються випадки незаконного будівництва гаражів та інших об’єктів без відповідного погодження з власником мереж. Крім пошкоджень електричних мереж з наступним відключенням великої кількості споживачів, це найчастіше призводить до можливості потрапляння населення під напругу.

На лснованиии принципа Германа- Эйлера-Даламбера и еще там кого-то уже не помню, можно рассмотреть поезд как покоящийся (т. е. не подвижный) , если приложить к нему все внешние силы (это его вес - М*ж) и силы инерции - в данном случае - центробежной силы, которая рана Ф=М*С2 / Р, ж - ускорение свободного падения, т. е. 9,81 м/с2
где М - масса поезда, С - его скорость (С2 - скорость в квалрате) , Р - радиус кривизны траектории, в задаче - радиус по которому изогнулся мост.
Тогда на мост действует сила М*ж + М * С2 / Р = 400 000 * 9,81 + 400 000 * (20*20) / 2000 = 3924000 + 80000 = 4004000 Н (ньютонов) = 4004 кН (килоньютона)