Это задача по математике, и здесь дана формула для нахождения полной механической энергии, поэтому знания по физике о полной и кинетической энергии даже не требуются. Нам нужно найти высоту h, для этого нужно выразить её из данной формулы, а потом подставить все данные величины, либо сначала подставить все данные в предложенную формулу, упростить, а уже потом найти высоту. Я буду использовать второй вариант. Нам дана формула:
Е=mv²/2+mgh
Известны данные:
E=250 Дж, v=5 м/с, m=4 кг, g=10 м/c². Подставим их в формулу:
250=4*5²/2+4*10*h
250=50+40h
40h=200
h=5 м
Вот и всё решение.
Ответ: высота h равна 5 м.
Закон сохранения энергии
Что такое Закон сохранения энергии
Закон сохранения энергии — энергия не может появляться из ничего и пропадать никуда, она не может быть ни создана, ни уничтожена, но она может быть преобразована, таким образом энергия только принимает другой вид, и её количество при этом сохраняется во времени (если не существуют или не учитываются диссипативные силы, как например, силы внутреннего трения).
Ещё его называют законом сохранения и превращения энергии.
В замкнутой механической системе справедливо равенство:
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2
Где:
Ek1 – кинетическая энергия в определённый момент времени
Ep1 – потенциальная энергия в определённый момент времени
Ek2 – кинетическая энергия в последующий момент времени
Ep2 – потенциальная энергия в последующий момент времени
То же самое можно выразить этой формулой:
Где:
m – масса тела
g – ускорение свободного падения
h – высота
v – скорость движения тела
Обратите внимание, что полная энергия системы, представленная суммой энергии, связанной с движением (Eкин), и энергии, связанной с положением (Eпот), имеет одно и то же значение в разное время.
Пример закона сохранения энергии: бейсбольный мяч подбрасывается вверх, в верхней точке, когда мяч на секунду останавливается, вся кинетическая энергия превращается в потенциальную.
Формулы энергии
Потенциальная энергия (при гравитационном взаимодействии)
Eпот = mgh
Где:
m – масса тела
g – ускорение свободного падения
h – высота
Кинетическая энергия
Eкин = (mv²) / 2,
Где:
m – масса тела
v – скорость его движения
Из Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2 и предыдущих двух формул следует:
Полная механическая энергия
Это сумма кинетической и потенциальной энергии тела.
Полная механическая энергия: E = Eк + Ep
При минимальной высоте тела (h = 0): Eполная = (mv²) / 2
При средней высоте тела: Eполная = (mv²) / 2 + mgh
При максимальной высоте тела: Eполная = mgh
Эквивалентность массы и энергии
E = mc²,
Где:
Е – энергия,
m – масса
c – скорость света
Потенциальная энергия сжатой/растянутой пружины (Потенциальная энергия упругой деформации)
Ep = (kx²) / 2,
Где:
Ep — потенциальная энергия
k — коэффициент упругости/жёсткости
x — удлинение/сокращение пружины
Законы сохранения
Законы сохранения являются фундаментальными принципами физики. Они точны для изолированной физической системы.
Кроме закона сохранения энергии существуют и другие законы, в которых механические свойства системы не меняются (при отсутствии взаимодействия системы с окружением). Такие, как:
- закон сохранения момента импульса;
- закон сохранения массы;
- закон сохранения лептонного числа; и др.
Узнайте также, что такое:
- Число Рейнольдса
- Ускорение свободного падения
- Модуль Юнга
- Резонанс
Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 12 № 316355 
i
Полную механическую энергию тела (в джоулях) можно вычислить по формуле 
где m — масса тела (в килограммах), υ — его скорость (в м/с), h — высота положения центра масс тела над произвольно выбранным нулевым уровнем (в метрах), а g — ускорение свободного падения (в м/с2). Пользуясь этой формулой, найдите h (в метрах), если 
а 
Спрятать решение
Решение.
Выразим высоту: 
Подставим значения переменных:
Ответ: 5.
Аналоги к заданию № 316355: 316381 Все
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.3 Текстовые задачи.
Спрятать решение
·
Помощь
Полную механическую энергию тела (в джоулях) можно вычислить по формуле Е=mv^2/2+mgh, где m-масса тела, v-скорость, h-высота положения центра масс тела над произвольно выбранным нулевым уровнем, а g ускорение свободного падения. пользуясь этой формулой найдите m. если E=336 дж, v=6 м/с, h=3, g=10
Найди верный ответ на вопрос ✅ «Полную механическую энергию тела (в джоулях) можно вычислить по формуле Е=mv^2/2+mgh, где m-масса тела, v-скорость, h-высота положения …» по предмету 📙 Алгебра, а если ответа нет или никто не дал верного ответа, то воспользуйся поиском и попробуй найти ответ среди похожих вопросов.
Искать другие ответы
Главная » Алгебра » Полную механическую энергию тела (в джоулях) можно вычислить по формуле Е=mv^2/2+mgh, где m-масса тела, v-скорость, h-высота положения центра масс тела над произвольно выбранным нулевым уровнем, а g ускорение свободного падения.
Потенциальная энергия
Согласно формуле
(1), при движении под действием консервативных
сил совершаемая работа определяется
разностью значений определенной
величины, зависящей только от положения
тела в пространстве. Назовем потенциальной
энергией тела в однородном поле сил
тяжести величину
Wп = mgh
(2)
Тогда работа по
перемещению тела из одной точки к другой
будет равна:
A= –ΔW = – (W2 – W1)
(3)
Во
всех случаях по определению изменение
потенциальной энергии, т.е. разность
между конечным и начальным значением
потенциальной энергии, равна взятой со
знаком минус работе консервативных
сил: ΔW
= – A
.
Потенциальная
энергия может быть всегда изменена
добавлением произвольной постоянной,
так как физический смысл имеет только
разность значений потенциальной энергии
в двух точках. Это позволяет выбирать
произвольным образом начало отсчета
потенциальной энергии.
Кинетическая энергия
Функция, изменение
которой равно работе всех сил, действующих
на тело, называется кинетической
энергией. В случае поступательного
движения твердого тела
Eк
=
m·v2/2 (4)
Аналогичное
утверждение справедливо также для
системы тел.
Работа – мера
изменения энергии. Обладая кинетической
энергией, тело может совершить работу.
Свойства кинетической
энергии:
-
кинетическая
энергия системы материальных точек
равна сумме их кинетических энергий; -
кинетическая
энергия – скалярная величина, являющаяся
мерой механического движения системы.
Закон сохранения механической энергии
Работа,
совершаемая консервативными силами,
действующими на тело, равна, с одной
стороны, изменению кинетической энергии
тела, а с другой – взятому со знаком
минус изменению потенциальной энергии
Eп.
Поэтому
E2к – E1к = – (E2п – E1п) (5)
или
E1к + E1п = E2к
+ E2п (6)
Таким образом,
для отдельно взятого тела сумма
кинетической и потенциальной энергии
этого тела сохраняется в процессе
движения.
Для консервативной
системы справедлив закон сохранения
механической энергии. Это означает, что
при эволюции системы во времени энергия
может переходить из одной формы в другую
(кинетическая энергия – в потенциальную,
и наоборот), но сумма этих двух величин
не зависит от времени.
Если
в замкнутой системе действуют силы
трения, то энергия механического движения
уменьшается, переходя в энергию теплового
движения. В этом проявляется один из
наиболее общих фундаментальных законов
природы: энергия
при всех изменениях форм движения
материи остается постоянной.
Переход
потенциальной энергии в кинетическую
и наоборот можно проследить с помощью
маятника Максвелла, в котором, кроме
поступательного движения, происходит
вращение диска относительно оси,
проходящей через его центр. Поэтому в
расчетах используется второй закон
Ньютона для вращательного движения:
М
= dL/dt
= Jε
(7)
где
М
– момент силы; L
– кинетический момент (момент импульса)
вращающегося тела; J
– его момент
инерции; ε
– угловое ускорение.
Описание
установки:
Данная
установка, реализующая принцип маятника
Максвелла,
предназначена
для определения момента инерции тел
вращения. Общий вид установки приведён
на рис. 1.
На
основании 1
закреплена стойка 2,
к которой прикреплены неподвижный
верхний кронштейн 3
и
подвижный кронштейн 4.
На верхнем кронштейне находится
электромагнит 5,
фотодатчик 6
и вороток с фиксатором 7
для закрепления и регулировки длины
бифилярного маятника.
Нижний
кронштейн 4
с фотодатчиком 8
можно перемещать вдоль стойки и
фиксировать в выбранном положении.
Маятник 9
– это диск, закрепленный на оси и
подвешенный на бифилярном подвесе. На
диск накладываются сменные металлические
кольца 10,
изменяющие момент инерции системы.
Маятник с наложенным кольцом удерживается
в верхнем положении электромагнитом
5.
Длина маятника определяется по
миллиметровой шкале стойки прибора.
Сигналы с фотодатчиков служат для
автоматического пуска и остановки
миллисекундомера 11.Жестко
соединенный с осью диск 9,
подвешенный на двух нитях, предварительно
намотанных на его ось, опускается под
действием силы тяжести и приобретает
вращательное движение за счет
разматывающихся нитей. Нити
в процессе движения разматываются до
полной длины, а раскрутившийся диск
продолжает вращательное движение в том
же направлении, вследствие чего нити
наматываются на ось, и диск поднимается
вверх, замедляя при этом вращение и
подъем. Дойдя до верхней точки, диск
опять опускается вниз и т.д. При этом он
будет совершать колебания вверх и вниз,
почему устройство и называют маятником.
На
рисунке 2 показаны векторные величины,
маятником. рисунке 2 показаны векторные
величины, характеризующие движение
маятника. Здесь:
mg
– сила тяготения;
T
– сила натяжения одной нити;
v
и a
– линейные скорость и ускорение;
M
– момент силы;
и
– угловые скорость и ускорение;
r
– скалярная
величина, радиус валика. Величины M,
и
являются
псевдовекторами
и направлены вдоль
оси вращения. При
дальнейшем
рассмотрении, как
и во введении,
вместо векторов
используются
соответствующие
скаляры:
g
= | g
|, v
= |v
|, ω
= |
|
и т.д.,
что в данном случае
оправдано.
Когда
маятник поднят на высоту
h
и неподвижен, его полная энергия равна
характеризующие
движение маятника. Здесь: mg
– сила тяготения;
T
– сила натяжения одной нити; v
и a
– линейные скорость и ускорение;
M
– момент силы;
и
– угловые скорость и ускорение;r
– скалярная
величина, радиус валика. Величины M,
и
являются псевдовекторами и направлены
вдоль оси вращения. При дальнейшем
рассмотрении, как и во введении, вместо
векторов используются соответствующие
скаляры:
g
= | g
|, v
= |v
|, ω
= |
|
и т.д., что в данном случае оправдано.
Когда
маятник поднят на высоту h
и неподвижен, его полная энергия равна
потенциальной энергии, которая составляет
Eп = mgh.
В самом низком положении
(при
h = 0):
Eп = 0,
и полная энергия маятника равна сумме
кинетических энергий поступательного
и вращательного движений:
E = Ekпост + Ekвр = mv2/2 + Jω2/2 (8)
По закону сохранения энергии полная
энергия маятника в верхнем и нижнем
положениях должна быть одинакова:
mgh = mv2/2 + Jω2/2 (9)
Соседние файлы в папке Механика
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #