3. Законы сохранения в механике: #198300
Шайба массой $40\,\text{г}$ поднимается по гладкой наклонной плоскости на максимальную высоту $0.2\,\text{м}$ относительно начального положения. Определите кинетическую энергию шайбы в начальном положении. Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения $g = 10\,\text{м/с}^2$. Ответ дайте в джоулях.
Перевод единиц массы:
Массу переводим в килограммы:
$$m = 40\,\text{г} = 0.04\,\text{кг}.$$
2. Применение закона сохранения энергии:
— В начальном положении шайба обладает только кинетической энергией: $$E_{\text{кин}} = \frac{mv^2}{2}.$$ — В конечном положении (на высоте $h = 0.2\,\text{м}$) скорость шайбы равна нулю, и вся кинетическая энергия переходит в потенциальную:
$$E_{\text{пот}} = mgh.$$
3. Вычисление кинетической энергии:
По закону сохранения энергии:
$$E_{\text{кин}} = E_{\text{пот}} = mgh.$$
Подставляем значения:
$$E_{\text{кин}} = 0.04\,\text{кг} \cdot 10\,\text{м/с}^2 \cdot 0.2\,\text{м} = 0.08\,\text{Дж}.$$