Какой энергией обладает падающее тело? 1.Кинетической 2. Потенциальной 3. Кинетической и Потенциальной

Падающее тело обладает как кинетической, так и потенциальной энергией, то есть правильный ответ — 3. Кинетической и Потенциальной. Давайте рассмотрим это подробнее.

Потенциальная энергия

Потенциальная энергия связана с положением объекта в гравитационном поле. Для тела, находящегося на высоте (h) над поверхностью Земли, потенциальная энергия (U) определяется формулой:

[ U = mgh ]

где:

• (m) — масса тела,
• (g) — ускорение свободного падения (приблизительно (9.8 \, \text{м/с}^2) на поверхности Земли),
• (h) — высота над землей.

Когда тело находится на определенной высоте, оно обладает потенциальной энергией, которая максимальна в начале падения (если предположить, что тело изначально покоится на высоте (h)).

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия связана с движением объекта и определяется формулой:

[ K = \frac{1}{2} mv^2 ]

где:

• (m) — масса тела,
• (v) — скорость тела.

Когда тело начинает падать, его скорость увеличивается из-за гравитации, и, следовательно, его кинетическая энергия увеличивается.

Принцип сохранения энергии

В закрытой системе, где не учитываются силы трения и сопротивления воздуха, полная механическая энергия (сумма потенциальной и кинетической энергии) остается постоянной. Это означает, что по мере падения тела потенциальная энергия преобразуется в кинетическую.

В начальный момент времени, когда тело только начинает падать и его скорость равна нулю, вся его энергия является потенциальной:

[ E{\text{нач}} = U{\text{нач}} = mgh ]

В момент перед достижением поверхности земли, вся потенциальная энергия преобразуется в кинетическую:

[ E{\text{кон}} = K{\text{кон}} = \frac{1}{2} mv_{\text{кон}}^2 ]

Так как полная энергия сохраняется:

[ mgh = \frac{1}{2} mv_{\text{кон}}^2 ]

В промежуточные моменты

В любой промежуточный момент времени во время падения тело будет обладать как кинетической, так и потенциальной энергией. Сумма этих энергий будет равна начальной потенциальной энергии:

[ E_{\text{полная}} = U + K = mgh ]

Таким образом, падающее тело обладает как кинетической, так и потенциальной энергией в зависимости от его положения и скорости.

Падающее тело обладает как кинетической, так и потенциальной энергией. При начале движения падения тело имеет только потенциальную энергию, связанную с его высотой над поверхностью земли. По мере падения тела потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая энергия увеличивается. В момент падения тело обладает только кинетической энергией, которая преобразуется в другие виды энергии при ударе о поверхность или другие объекты.