. Установите соответствие между физическими величинами, анализируя следующую ситуацию: « С крыши высотного здания падает сосулька определённой массы, как при этом будет изменяться её скорость, кинетическая энергия и потенциальная энергия относительно земли? Сопротивление воздуха пренебрежимо мало». Физические величины Характер изменения А) скорость 1) увеличится Б) кинетическая энергия 2) уменьшится В) потенциальная энергия 3) не изменится
Падая с крыши, сосулька будет ускоряться под действием силы тяжести. С увеличением скорости сосулечки, ее кинетическая энергия также будет увеличиваться. При этом, поскольку сосулька теряет высоту, ее потенциальная энергия будет уменьшаться. Таким образом, при падении сосульки с высотного здания без учета сопротивления воздуха, скорость и кинетическая энергия будут увеличиваться, а потенциальная энергия будет уменьшаться.
В данной ситуации мы рассматриваем падение сосульки с высоты. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало, что позволяет нам использовать законы сохранения механической энергии без учета потерь энергии на трение.
А) Скорость. Когда сосулька падает, ее скорость увеличивается. Это происходит из-за действия силы гравитации, которая постоянно ускоряет сосульку в направлении Земли. Согласно законам движения Ньютона, при отсутствии сопротивления скорость будет возрастать линейно со временем, так как на тело действует постоянная сила тяжести.
Б) Кинетическая энергия. Кинетическая энергия сосульки зависит от ее массы и квадрата скорости (формула кинетической энергии: ( KE = \frac{1}{2}mv^2 )). Поскольку скорость сосульки увеличивается, кинетическая энергия также будет увеличиваться. Это связано с тем, что кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости, и даже малое увеличение скорости приводит к значительному увеличению кинетической энергии.
В) Потенциальная энергия. Потенциальная энергия сосульки относительно земли определяется ее массой, высотой над землей и ускорением свободного падения (формула потенциальной энергии: ( PE = mgh )). По мере падения сосульки высота ( h ) уменьшается, следовательно, потенциальная энергия уменьшается. В момент, когда сосулька достигает земли, ее потенциальная энергия становится равной нулю.
Итак, установим соответствие:
А) скорость - 1) увеличится
Б) кинетическая энергия - 1) увеличится
В) потенциальная энергия - 2) уменьшится
