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

Чтобы найти потенциальную и кинетическую энергию тела на высоте 2 м от поверхности земли, начнём с общего анализа.

Дано:

• Масса тела $m = 3 \, \text{кг}$

• Начальная высота $h_0 = 5 \, \text{м}$

• Высота, на которой нужно найти энергии: $h = 2 \, \text{м}$

• Ускорение свободного падения $g = 9{,}8 \, \text{м/с}^2$

1. Потенциальная энергия

Потенциальная энергия рассчитывается по формуле:

Подставляем значения:

2. Кинетическая энергия

Чтобы найти кинетическую энергию, можно использовать закон сохранения механической энергии. Сумма потенциальной и кинетической энергии остаётся постоянной, если отсутствует сопротивление воздуха.

Полная механическая энергия тела на начальной высоте:

На высоте 2 м потенциальная энергия составляет 58,8 Дж, значит, кинетическая энергия:

Ответ:

• Потенциальная энергия на высоте 2 м: 58,8 Дж

• Кинетическая энергия на высоте 2 м: 88,2 Дж