Задание №7 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения механической энергии. Поскольку сопротивлением воздуха можно пренебречь, полная механическая энергия тела $E_{полн}$ в любой точке траектории остается неизменной.

1. Определение полной механической энергии.
Полная механическая энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергий: $E_{полн} = E_k + E_p$.
В точке броска (при высоте $h = 0$ м) по условию задачи потенциальная энергия $E_p = 0$ Дж. Следовательно, полная энергия системы равна кинетической энергии в этой точке.
По графику видно, что при $h = 0$ м значение кинетической энергии составляет $E_k = 9$ Дж.
Значит, $E_{полн} = 9$ Дж + $0$ Дж = $9$ Дж.

2. Анализ состояния тела на высоте 2 м.
Найдём по графику значение кинетической энергии тела на высоте $h = 2$ м.
Точке на оси абсцисс $h = 2$ м соответствует точка на графике, лежащая на уровне $6$ Дж по оси ординат.
Таким образом, на высоте $h = 2$ м кинетическая энергия $E_k = 6$ Дж.

3. Расчёт потенциальной энергии.
Используя закон сохранения энергии: $E_{полн} = E_k + E_p$, выразим потенциальную энергию:
$E_p = E_{полн} - E_k$
Подставим известные значения:
$E_p = 9 \text{ Дж} - 6 \text{ Дж} = 3 \text{ Дж}$.

Ответ: 3

Источник: ФИПИ