Какова полная механическая энергия тележки на американской горке, основанной на законе сохранения полной механической
Инструкция: Механическая энергия — это сумма кинетической энергии (энергия движения) и потенциальной энергии (энергия сохраненная в положении). Закон сохранения механической энергии гласит, что сумма кинетической и потенциальной энергии остается постоянной в отсутствие внешних сил, таких как трение или сопротивление воздуха. На американской горке энергия трансформируется между кинетической и потенциальной, поэтому полная механическая энергия остается постоянной на всем пути.
Для решения задачи мы используем следующую формулу:
Механическая энергия (Е) = Кинетическая энергия (К) + Потенциальная энергия (П)
Кинетическая энергия определяется формулой:
К = (1/2) * масса * скорость^2
Потенциальная энергия определяется формулой:
П = масса * ускорение свободного падения * высота
Таким образом, полная механическая энергия равна сумме значений кинетической и потенциальной энергии. Заполняем таблицу с помощью данных задачи и округляем значения до целых чисел для энергии и до десятых для скорости и высоты.
| Скорость (м/с) | Высота (м) | Масса (кг) | Кинетическая энергия (Дж) | Потенциальная энергия (Дж) | Полная механическая энергия (Дж) |
| —— | ——— | ——— | ———————— | ———————— | —————————— |
| 10.0 | 20.0 | 50.0 | 2500 | 980 | 3480 |
Пример использования: Если скорость тележки на американской горке равна 10.0 м/с и высота 20.0 м, а масса тележки — 50.0 кг, то полная механическая энергия тележки будет равна 3480 Дж.
Совет: Для лучшего понимания концепции механической энергии и ее сохранения, рекомендуется изучить законы сохранения энергии и основные принципы работы американских горок.
Упражнение: Если тележка на американской горке имеет массу 75.0 кг и скорость 15.0 м/с, а высота составляет 25.0 м, какова будет полная механическая энергия тележки?