jaką energią pot. ma murarz o masie 75 kg na wysokości 2...

ad 1)

Dane:
m = 75 kg
g = 9,81 m/sek²
s = 2 m

Szukane:
Ep = ?

Ep = m·g·s
Ep = 75 [kg] × 9,91 [m/sek²] × 2 [m]
Ep = 1471,5 [J] ≈ 1,5 kJ

Odp.
Energia potencjalna murarza pracującego na wysokości 2 metrów nad powierzchnią ziemi to 1471,5 [J] (dżula)

CIEKAWOSTKA:
Przypuśćmy, że ten murarz pechowo poślizgnie się i spadnie z tej wysokości dwóch metrów — wówczas to jego prędkość końcowa spadku wyniesie v = √ 2·g·s = ~6.26 [m/sek] (>22 km/h) — stąd korzystając ze wzoru na energię kinetyczną (p.niżej), wyliczymy, że jego energia kinetyczna przy upadku, wyniesie:

Ek = (75 × ~6.26²) : 2 = 1471,5 [J] = Ep.

a więc:

Ek = Ep









ad 2)

Dane:
m = 8 kg
v = 500 m/sek

Szukane:
Ek = ?


Ek = (m·v²):2
Ek = (8 × 500²) : 2
Ek = (8 250000) : 2
Ek = 2000000) : 2
Ek = 1000000 [J] = 1 MJ


Odp.: Energia kinetyczna pocisku o masie 8 kg i wystrzelonego z prędkością 500 m/sek = "tylko" 1800 km/h, wynosi aż 1000000 [J] (dżuli)




CIEKAWOSTKA:
Jak ogromna jest to energia, świadczy to, że wymieniony w zadaniu "1") murarz, mający na wysokości 2 m energię potencjalną ~1500 [J] — miałby energię potencjalną 1000000 [J], dopiero na wysokości... 1359 metrów!


Oczywiście jeśli chodzi o energię uderzeniową pocisku, to często są one wypełnione materiałem wybuchowym, więc taki pocisk razi nie tylko samą swą energią kinetyczną, ale i siłą eksplozji, której energia jest jeszcze większa od energii kinetycznej!

Jak duża jest taka energia wybuchu?

Załóżmy że jest to pocisk burzący, którego ok. 25% masy stanowi trotyl (TNT), czyli w jego przypadku 2 kg... Wówczas to jego eksplozja wyzwoli 4,18 [MJ/kg TNT] × 2 kg = 8360000 [J] (~8,4 MJ) energii wybuchu!

...no cóż, mówiąc po prostu — taki pocisk to nieciekawa "zabawka"