Номер 3, страница 152 - гдз по физике 7 класс учебник Исаченкова, Громыко

3. Капля дождя массой $m = 60 \text{ мг}$ падает с постоянной скоростью $v = 10 \frac{\text{м}}{\text{с}}$. Найдите ее кинетическую и потенциальную энергии на высоте $h = 200 \text{ м}$ от поверхности земли. Коэффициент $g$ в этой и по-следующих задачах примите равным $10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$.

Дано:

$m = 60 \text{ мг} = 60 \cdot 10^{-6} \text{ кг} = 6 \cdot 10^{-5} \text{ кг}$

$v = 10 \text{ м/с}$

$h = 200 \text{ м}$

$g = 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 10 \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$

Найти:

$E_k - ?$

$E_p - ?$

Решение:

Кинетическая энергия тела — это энергия, которой оно обладает вследствие своего движения. Она вычисляется по формуле:

$E_k = \frac{mv^2}{2}$

Подставим значения из условия задачи в систему СИ:

$E_k = \frac{(6 \cdot 10^{-5} \text{ кг}) \cdot (10 \frac{\text{м}}{\text{с}})^2}{2} = \frac{6 \cdot 10^{-5} \cdot 100}{2} = \frac{6 \cdot 10^{-3}}{2} = 3 \cdot 10^{-3} \text{ Дж} = 0,003 \text{ Дж}$

Потенциальная энергия тела в поле тяготения Земли — это энергия, которая определяется взаимным положением тела и Земли. Если считать нулевой уровень потенциальной энергии на поверхности Земли, то на высоте $h$ она вычисляется по формуле:

$E_p = mgh$

Подставим значения:

$E_p = (6 \cdot 10^{-5} \text{ кг}) \cdot (10 \frac{\text{м}}{\text{с}^2}) \cdot (200 \text{ м}) = 6 \cdot 10^{-5} \cdot 2000 = 12000 \cdot 10^{-5} \text{ Дж} = 0,12 \text{ Дж}$

Ответ:

кинетическая энергия капли $E_k = 0,003 \text{ Дж}$, потенциальная энергия капли $E_p = 0,12 \text{ Дж}$.