Дано:
масса тела m = 3 кг
высота свободного падения h_начальная = 5 м
высота на которую упало тело h_текущая = 2 м
ускорение свободного падения g ≈ 9.81 м/с²
Найти:
потенциальную энергию E_потенциальная на высоте 2 м и кинетическую энергию E_кинетическая на высоте 2 м.
Решение:
1. Сначала найдем потенциальную энергию на высоте 2 м:
E_потенциальная = m * g * h_текущая.
Подставим известные значения:
E_потенциальная = 3 кг * 9.81 м/с² * 2 м.
Выполним расчеты:
E_потенциальная = 3 * 9.81 * 2 = 58.86 Дж.
2. Теперь найдем потенциальную энергию на начальной высоте 5 м, чтобы определить, какая энергия преобразуется в кинетическую:
E_потенциальная_начальная = m * g * h_начальная.
E_потенциальная_начальная = 3 кг * 9.81 м/с² * 5 м.
Выполним расчеты:
E_потенциальная_начальная = 3 * 9.81 * 5 = 147.15 Дж.
3. Теперь воспользуемся законом сохранения энергии. Потенциальная энергия на высоте 5 м будет равна сумме потенциальной и кинетической энергии на высоте 2 м:
E_потенциальная_начальная = E_потенциальная + E_кинетическая.
Перепишем для нахождения кинетической энергии:
E_кинетическая = E_потенциальная_начальная - E_потенциальная.
Подставим известные значения:
E_кинетическая = 147.15 Дж - 58.86 Дж.
Выполним расчеты:
E_кинетическая = 88.29 Дж.
Ответ:
потенциальная энергия тела на высоте 2 м составляет 58.86 Дж, а кинетическая энергия на этой высоте составляет 88.29 Дж.