ІКТА / КБ-12 / Фізика / Розрахункова / Розрахункова Варіант №5

Розрахункова робота

З фізики

Студента І курсу

Групи КБ – 12

Войтовича Олександра

Варіант – 5

Завдання №5

Вивести формулу та визначити потенціальну енергію тіла масою m = 1 кг, що знаходиться над поверхнею землі на висоті h = 20 м.

Розв’язання

Потенціальна енергія – частина енергії фізичної системи, що виникає завдяки взаємодії між тілами, які складають систему .

Візьмемо тіло маса якого дорівнює m [кг] що знаходиться на певній висоті h [м] на земною поверхнею, під дією сили земного тяжіння (g [м\с²]) воно падатиме у низ. Падаючи воно виконуватиме роботу, тобто воно має енергію. Тут енергія поділяється на кінетичну та потенціальну, так як на даний момент кінетична енергія нас не цікавить, розглянемо момент часу коли тіло знаходиться на початку свого шляху, тобто на висоті h.

У даний момент часу на тіло впливатиме три величини:

1. земного тяжіння - g (адже воно знаходиться у межах гравітаційного поля землі) ;

2. маси – m (адже тіло моє густину та об’єм, у випадку коли маса була рівна 0 то воно було б у стані невагомості і гравітація ніяк не впливала б на нього);

3. висоти – h ( адже висота впливає на швидкість прискорення вільного падіння)

Потенціальна енергія позначається як Е_п [Дж]; Отже отримуємо формулу:

Е_п=mgh

За умовою завдання тіло масою 1 кг було підняте на

відстань 20 м від поверхні землі (g = 9,80665 –

стандартне значення прискорення вільного падіння).

Дано : Е_п = m · g · h = 1 · 9,80665 · 20 = 196,133 Дж;

m = 1 кг

g = 9,80665 м\с­²

h = 20 м                    

Е_п - ? Відповідь: 196,133 Дж.

Зауваження

Чим більше значення маси та відстань від поверхні землі, тим більше значення потенціальної енергії (при умові h<r₀, де r₀ – радіус землі).