Чтобы найти полную механическую энергию тела, падающего с высоты, необходимо учитывать его потенциальную и кинетическую энергию.
Потенциальная энергия на высоте (Ep) выражается формулой: \[ Ep = mgh \] где:
- \( m \) — масса тела (2 кг),
- \( g \) — ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²),
- \( h \) — высота над землёй (в данном случае 20 м).
Подставим значения: \[ Ep = 2 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с²} \cdot 20 \, \text{м} = 392.4 \, \text{Дж}. \]
Кинетическая энергия на высоте 20 м (Ek) можно определить через закон сохранения энергии: полная механическая энергия равна сумме потенциальной и кинетической энергии. Поскольку тело падало с высоты 51 м, его полная механическая энергия на начальной высоте будет равна потенциальной энергии на этой высоте: \[ Ep_{начальная} = mgh_{начальная} = 2 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с²} \cdot 51 \, \text{м} = 999.42 \, \text{Дж}. \]
Теперь полная механическая энергия на высоте 20 м будет равна 999.42 Дж, так как мы пренебрегаем потерями на трение и другие силы.
Итак, полная механическая энергия тела на высоте 20 м составляет: \[ E_{полн} = 999.4 \, \text{Дж} \, (\text{округлён до десятых}). \]