Краткое пояснение:
При падении тела без сопротивления воздуха полная механическая энергия (сумма кинетической и потенциальной) сохраняется. Потеря потенциальной энергии превращается в прирост кинетической.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Определим начальную полную энергию тела. Тело падает с высоты 10 м, начальная скорость равна 0.
Начальная потенциальная энергия: \( E_{p1} = mgh = 1 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}^2 \cdot 10 \text{ м} = 100 \text{ Дж} \).
Начальная кинетическая энергия: \( E_{k1} = 0 \text{ Дж} \).
Полная начальная энергия: \( E_{полная} = E_{p1} + E_{k1} = 100 \text{ Дж} + 0 \text{ Дж} = 100 \text{ Дж} \). - Шаг 2: В любой точке падения (при отсутствии сопротивления воздуха) полная механическая энергия сохраняется, то есть \( E_{полная} = 100 \text{ Дж} \).
- Шаг 3: В момент, когда кинетическая энергия \( E_{k2} = 80 \text{ Дж} \), найдем соответствующую потенциальную энергию \( E_{p2} \):
\( E_{полная} = E_{p2} + E_{k2} \)
\( 100 \text{ Дж} = E_{p2} + 80 \text{ Дж} \)
\( E_{p2} = 100 \text{ Дж} - 80 \text{ Дж} = 20 \text{ Дж} \). - Шаг 4: Теперь найдем высоту (h2), соответствующую этой потенциальной энергии:
\( E_{p2} = mgh_2 \)
\( 20 \text{ Дж} = 1 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}^2 \cdot h_2 \)
\( h_2 = 20 \text{ Дж} / (10 \text{ Н}) = 2 \text{ м} \).
Ответ: Кинетическая энергия тела будет равна 80 Дж на высоте 2 м.