Question

Брусок поднимают над столом на 1 м (рис. 13.3). Масса бруска 200 г, уровень стола выше уровня пола на 80 см. Чему равно изменение потенциальной энергии бруска, если пулевому значению его потенциальной энергии соответствует:
а) уровень стола;
б) уровень пола?

Answer 1

дано:
Масса бруска m = 200 г = 0,2 кг.
Высота поднятия h1 = 1 м.
Высота стола h_стол = 0,8 м.
Ускорение свободного падения g ≈ 9,81 м/с².

найти:
а) Изменение потенциальной энергии ΔU_стол (от уровня стола).
б) Изменение потенциальной энергии ΔU_пол (от уровня пола).

решение:
а) Потенциальная энергия на уровне стола U_стол:
Потенциальная энергия на уровне стола будет равна нулю. Поэтому изменение потенциальной энергии при подъеме на 1 м составит:
ΔU_стол = m * g * h1,
где h1 = 1 м.
Подставим значения:
ΔU_стол = 0,2 кг * 9,81 м/с² * 1 м
         = 0,2 * 9,81
         = 1,962 Дж.

б) Потенциальная энергия на уровне пола U_пол:
На уровне пола потенциальная энергия будет равна нулю, так как высота от уровня пола до уровня пола h_пол = 0 м. При подъеме на стол:
ΔU_пол = m * g * (h_стол + h1),
где h_стол = 0,8 м и h1 = 1 м (высота поднятия от стола).
Подставим значения:
ΔU_пол = 0,2 кг * 9,81 м/с² * (0,8 м + 1 м)
        = 0,2 * 9,81 * 1,8
        = 0,2 * 17,658
        = 3,5316 Дж.

ответ:
а) Изменение потенциальной энергии бруска относительно уровня стола равно 1,962 Дж.
б) Изменение потенциальной энергии бруска относительно уровня пола равно 3,5316 Дж.