Груз массой 200 г падает со стола с нулевой начальной скоростью. Какой кинетической энергией он будет обладать при падении на поверхность пола, если высота стола равна 80 см? Сопротивлением воздуха пренебречь.

1. 1,6 Дж

2. 2,5 Дж

3. 3,2 Дж

4. 4,0 Дж

Для решения этой задачи можно использовать закон сохранения механической энергии. Суть его в том, что полная механическая энергия системы (сумма кинетической и потенциальной энергии) сохраняется, если на тело не действуют силы, отличные от силы тяжести (в данном случае мы пренебрегаем сопротивлением воздуха).

Потенциальная энергия тела на высоте h определяется формулой:

где:

• $m$ — масса тела (в кг),

• $g$ — ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²),

• $h$ — высота (в метрах).

В нашем случае:

• масса $m = 200 \, \text{г} = 0,2 \, \text{кг}$,

• высота $h = 80 \, \text{см} = 0,8 \, \text{м}$,

• $g = 9,8 \, \text{м/с}^2$.

Теперь вычислим потенциальную энергию на высоте стола:

Когда груз падает на пол, вся его потенциальная энергия переходит в кинетическую (с учетом пренебрежения сопротивлением воздуха), и кинетическая энергия будет равна потенциальной энергии в момент перед касанием с полом.

Таким образом, кинетическая энергия около поверхности пола:

Это значение очень близко к 1,6 Дж, что соответствует первому варианту ответа. Ответ: 1,6 Дж.