Номер 3, страница 101 - гдз по физике 7 класс обучающая тетрадь Шабусов, Дубина

3. Решаем задачи.

№ 1. Определите потенциальную энергию $E_\text{п}$ тела массой $m = 160$ кг, поднятого на высоту $h = 15$ м относительно Земли $(g=10\frac{\text{Н}}{\text{кг}})$.

Ответ: $E_\text{п} =$ _________ Дж.

№ 2. Потенциальная энергия груза массой $m = 20$ кг относительно Земли составляет $E_\text{п} = 500$ Дж. Определите высоту $\text{h}$, на которую поднят груз $(g=10\frac{\text{Н}}{\text{кг}})$.

Ответ: $h =$ _________ м.

№ 3. Потенциальная энергия груза, поднятого на высоту $h = 40$ см относительно Земли составляет $E_\text{п} = 20$ Дж. Определите массу груза $\text{m}$ $(g=10\frac{\text{Н}}{\text{кг}})$.

Ответ: $m =$ _________ кг.

№ 1.

Дано:

$m = 160$ кг

$h = 15$ м

$g = 10 \frac{Н}{кг}$

Найти:

$E_п$ - ?

Решение:

Потенциальная энергия тела, поднятого над поверхностью Земли, вычисляется по формуле: $E_п = mgh$, где $\text{m}$ — масса тела, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, $\text{h}$ — высота, на которую поднято тело.

Подставим данные значения в формулу:

$E_п = 160 \text{ кг} \cdot 10 \frac{Н}{кг} \cdot 15 \text{ м} = 1600 \cdot 15 \text{ Дж} = 24000 \text{ Дж}$.

Потенциальную энергию можно также выразить в килоджоулях: $24000 \text{ Дж} = 24 \text{ кДж}$.

Ответ: $E_п = 24000$ Дж.

№ 2.

Дано:

$m = 20$ кг

$E_п = 500$ Дж

$g = 10 \frac{Н}{кг}$

Найти:

$\text{h}$ - ?

Решение:

Воспользуемся формулой потенциальной энергии: $E_п = mgh$.

Чтобы найти высоту $\text{h}$, на которую поднят груз, выразим её из этой формулы:

$h = \frac{E_п}{mg}$

Подставим известные значения:

$h = \frac{500 \text{ Дж}}{20 \text{ кг} \cdot 10 \frac{Н}{кг}} = \frac{500}{200} \text{ м} = 2.5 \text{ м}$.

Ответ: $h = 2.5$ м.

№ 3.

Дано:

$h = 40$ см

$E_п = 20$ Дж

$g = 10 \frac{Н}{кг}$

Перевод в СИ:

Высоту необходимо перевести из сантиметров в метры:

$h = 40 \text{ см} = 0.4 \text{ м}$

Найти:

$\text{m}$ - ?

Решение:

Запишем формулу потенциальной энергии: $E_п = mgh$.

Из этой формулы выразим массу груза $\text{m}$:

$m = \frac{E_п}{gh}$

Подставим числовые значения, используя высоту в метрах:

$m = \frac{20 \text{ Дж}}{10 \frac{Н}{кг} \cdot 0.4 \text{ м}} = \frac{20}{4} \text{ кг} = 5 \text{ кг}$.

Ответ: $m = 5$ кг.