(1)求解如下:
初始动能 = (1/2)mv^2 = 0.5*1*10^2 = 50 (焦耳);
初始势能 = mgh = 1*10*10 = 100(焦耳);
初始总机械能 = 初始动能 + 初始势能 = 100 + 50 = 150(焦耳).
如果不计空气阻力则整个运动过程中物体的总机械能应保持不变.
动能是势能的2倍意味着势能只占总机械能的1/3,即50(焦耳).
假设此时高度为h,则mgh = 50,将m和g代入即可计算出高度是5米.
(2)由上一问的计算可知初始的总机械能是150焦耳.
当物体落地时因为高度为0,所以势能也就为0,总的机械能就等于其动能.
而落地时的速度是12m/s,所以落地时的动能可以算出是:
(1/2)mv^2 = 0.5*1*12^2 = 72(焦耳)
初始总的机械能150焦耳减去落地时的总机械能72焦耳就是飞行中物体克服空气阻力所做的功78焦耳.这些机械能全都因为与空气摩擦由机械能转化成了热能.