Тело массой 3 кг, свободно падает с высоты 5 м. Найти потенциальную и кинетическую энергию тела на высоте 2 м от поверхности земли.
от

1 Ответ

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.
от