Для решения этой задачи сначала найдем высоту, на которую поднимется пуля через 4 секунды. Мы используем уравнение движения с постоянным ускорением:
\[ h = v_0 t - \frac{1}{2} g t^2, \]
где:
- \( h \) — высота,
- \( v_0 = 40 \) м/с — начальная скорость,
- \( g = 10 \) м/с² — ускорение свободного падения,
- \( t = 4 \) с — время.
Подставим значения в уравнение:
\[ h = 40 \cdot 4 - \frac{1}{2} \cdot 10 \cdot 4^2. \]
Посчитаем:
- \( 40 \cdot 4 = 160 \) м,
- \( \frac{1}{2} \cdot 10 \cdot 4^2 = \frac{1}{2} \cdot 10 \cdot 16 = 80 \) м.
Теперь найдем высоту:
\[ h = 160 - 80 = 80 \text{ м}. \]
Теперь определим потенциальную энергию \( E_p \) пули на этой высоте. Формула для потенциальной энергии:
\[ E_p = mgh, \]
где:
- \( m = 0,1 \) кг (переводим 100 г в килограммы),
- \( g = 10 \) м/с²,
- \( h = 80 \) м.
Подставим значения:
\[ E_p = 0,1 \cdot 10 \cdot 80. \]
Теперь посчитаем:
\[ E_p = 0,1 \cdot 10 \cdot 80 = 80 \text{ Дж}. \]
Ответ: Потенциальная энергия пули через 4 секунды равна 80 Дж.