На какой высоте кинетическая энергия свободно падающего без начальной скорости тела равна его потенциальной энергии относительно земли, если на высоте 35 м скорость тела равна 30 м/с?
от

1 Ответ

дано:  
высота h1 = 35 м,  
скорость v1 = 30 м/с,  
ускорение свободного падения g = 9.81 м/с².

найти:  
высоту h2, на которой кинетическая энергия равна потенциальной энергии.

решение:  
потенциальная энергия (PE) на высоте h определяется формулой:

PE = m * g * h.

кинетическая энергия (KE) при скорости v определяется формулой:

KE = (1/2) * m * v^2.

по условию задачи KE = PE, следовательно:

(1/2) * m * v^2 = m * g * h.

массa m сокращается:

(1/2) * v^2 = g * h.

выразим h:

h = (1/2) * v^2 / g.

подставим значения для v = 30 м/с:

h = (1/2) * (30 м/с)^2 / 9.81 м/с²  
  = (1/2) * 900 / 9.81  
  = 450 / 9.81  
  ≈ 45.86 м.

это высота, на которой кинетическая энергия равна потенциальной энергии.

но нам нужно учесть, что тело находится на высоте 35 м. Поэтому высота относительно земли будет:

h2 = h - h1  
   = 45.86 м - 35 м  
   ≈ 10.86 м.

ответ:  
высота, на которой кинетическая энергия свободно падающего тела равна его потенциальной энергии относительно земли, составляет approximately 10.86 м.
от