Модуль изменения потенциальной энергии равен разности конечной и начальной потенциальной энергии:
|∆Еп| = Еп1 - Еп2 - знак модуля стоит потому, что потенциальная энергия падающего тела уменьшается, плавно перетекая в кинетическую энергию. Конечная потенциальная энергия меньше, чем начальная. Примем конечную потенциальную энергию за ноль, тогда высота, с которой тело упало, равна:
|∆Еп| = Еп1 - Еп2 = mgН - mgh = mg*(H - h)
H - h = |∆Eп|/mg
H = (|∆Eп|/mg) + h = (2/(0,05*10)) + 0 = 2/0,5 = 4 м
Ек(max) = Еп(max)
в значит изменение кинетической энергии будет равным изменению потенциальной:
Обратим внимание, что в середине рисунка через связку поршней передаётся одна и та же сила, а не давление. Поэтому сила, с которой конечный поршень давит на тело, не совсем очевидна. Проанализируем участки рисунка:
Первый поршень давит на жидкость и давление передаётся на второй поршень, то есть давления будут одинаковыми:
p1 = p2
F1/S1 = F2/S2
F2 = (F1*S2)/S1
Второй поршень через жёсткую связку передаёт действие своей силы третьему поршню. Получается, что давление, создаваемое в правой части системы, будет иным, нежели в левой. Но оно также будет сохраняться для обоих поршней:
p3 = p4
F3/S3 = F4/S4
F3 = F2 =>
=> ((F1*S2)/S1)/S3 = F4/S4
(F1*S2)/(S1*S3) = F4/S4
Выразим силу F4 и узнаем её значение:
F4 = S4*(F1*S2)/(S1*S3) = 10*(50*10)/(1*2) = 5000/2 = 2500 Н
Дано:
m = 50 г = 0,05 кг
|∆Eп| = 2 Дж
g = 10 м/с²
Найти:H, ∆Ек - ?
Модуль изменения потенциальной энергии равен разности конечной и начальной потенциальной энергии:
|∆Еп| = Еп1 - Еп2 - знак модуля стоит потому, что потенциальная энергия падающего тела уменьшается, плавно перетекая в кинетическую энергию. Конечная потенциальная энергия меньше, чем начальная. Примем конечную потенциальную энергию за ноль, тогда высота, с которой тело упало, равна:
|∆Еп| = Еп1 - Еп2 = mgН - mgh = mg*(H - h)
H - h = |∆Eп|/mg
H = (|∆Eп|/mg) + h = (2/(0,05*10)) + 0 = 2/0,5 = 4 м
Ек(max) = Еп(max)
в значит изменение кинетической энергии будет равным изменению потенциальной:
|∆Eк| = |∆Еп| = 2 Дж
ответ: 4 м, 2 Дж.
Решение не моё
Обратим внимание, что в середине рисунка через связку поршней передаётся одна и та же сила, а не давление. Поэтому сила, с которой конечный поршень давит на тело, не совсем очевидна. Проанализируем участки рисунка:
Первый поршень давит на жидкость и давление передаётся на второй поршень, то есть давления будут одинаковыми:
p1 = p2
F1/S1 = F2/S2
F2 = (F1*S2)/S1
Второй поршень через жёсткую связку передаёт действие своей силы третьему поршню. Получается, что давление, создаваемое в правой части системы, будет иным, нежели в левой. Но оно также будет сохраняться для обоих поршней:
p3 = p4
F3/S3 = F4/S4
F3 = F2 =>
=> ((F1*S2)/S1)/S3 = F4/S4
(F1*S2)/(S1*S3) = F4/S4
Выразим силу F4 и узнаем её значение:
F4 = S4*(F1*S2)/(S1*S3) = 10*(50*10)/(1*2) = 5000/2 = 2500 Н
ответ: 2500 Н или 2,5 кН.