Как используется закон сохранения энергии при свободном падении тел?

Закон сохранения энергии используется при свободном падении тел, чтобы понять, как энергия переходит из одной формы в другую. 1

Если тело находится в состоянии покоя на некоторой высоте относительно земли, то оно обладает потенциальной энергией. 4 По мере начала движения высота тела уменьшается, соответственно, уменьшается и потенциальная энергия. 4 При этом начинает нарастать скорость, появляется кинетическая энергия. 4

Когда тело приблизилось к земле, то высота тела равна 0, потенциальная энергия тоже равна 0, а максимальной будет являться кинетическая энергия тела. 4

Основная идея применения закона сохранения энергии состоит в том, что полная механическая энергия системы остаётся постоянной, если на неё не действуют внешние силы, кроме силы тяжести. 1

Пример решения задачи с использованием закона сохранения энергии: нужно определить скорость мяча массой 0,5 кг, который падает с высоты 10 м. 5 Потенциальная энергия мяча (гравитационная) переходит в кинетическую (энергию движения). 5 Согласно закону сохранения энергии, m × g × h = (m × v²) / 2. 5 Приравнивают обе формулы и сокращают массу, так как она не равна нулю и присутствует в обеих частях равенства. 5 Получают v²/2 = g × h. 5 Затем вычисляют скорость: умножают обе части равенства на 2, после чего извлекают из правой части квадратный корень: v = √(2 × g × h). 5 Подставляют числовые значения из условия задачи и получают скорость мяча у земли √(2 × 9,8 × 10) ≈ 14 м/с. 5