Чтобы определить полную энергию тела, состоящую из потенциальной и кинетической энергии, мы можем использовать следующие формулы:
Потенциальная энергия (Eп):
\( Eп = m \cdot g \cdot h \)
где:- \( m \) — масса тела (в нашем случае 5 кг),
- \( g \) — ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с² на Земле),
- \( h \) — высота (в данном случае 4,5 м).
Кинетическая энергия (Eк):
\( Eк = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2 \)
где:- \( v \) — скорость тела (в нашем случае 10 м/с).
Теперь давайте подставим известные значения и вычислим обе энергии.
Сначала рассчитаем потенциальную энергию:
\( Eп = 5 \, \text{кг} \cdot 9,81 \, \text{м/с}^2 \cdot 4,5 \, \text{м} \)
\( Eп = 5 \cdot 9,81 \cdot 4,5 \)
\( Eп \approx 220,725 \, \text{Дж} \)
Теперь найдем кинетическую энергию:
\( Eк = \frac{1}{2} \cdot 5 \, \text{кг} \cdot (10 \, \text{м/с})^2 \)
\( Eк = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot 100 \)
\( Eк = 250 \, \text{Дж} \)
Теперь суммируем потенциальную и кинетическую энергии, чтобы получить полную энергию (Eпол):
\( Eпол = Eп + Eк \)
\( Eпол \approx 220,725 \, \text{Дж} + 250 \, \text{Дж} \)
\( Eпол \approx 470,725 \, \text{Дж} \)
Таким образом, полная энергия тела массой 5 кг на высоте 4,5 м, движущегося со скоростью 10 м/с, составляет примерно 470,73 Дж.