Чтобы решить эту задачу, нужно вспомнить, что кинетическая энергия (КE) и потенциальная энергия (PE) для свободно падающего тела могут быть описаны следующими формулами:
Кинетическая энергия: \[ KE = \frac{1}{2} m v^2 \]
Потенциальная энергия: \[ PE = mgh \]
где:
- \( m \) — масса тела,
- \( v \) — скорость тела,
- \( g \) — ускорение свободного падения (приблизительно \( 9.81 \, \text{м/с}^2 \)),
- \( h \) — высота над землёй.
В данной задаче мы знаем, что на высоте 7 метров скорость тела равна 10 м/с. Мы ищем такую высоту, при которой кинетическая энергия равна потенциальной энергии:
\[ KE = PE \]
Подставим формулы в это равенство:
\[ \frac{1}{2} m v^2 = mgh \]
Здесь мы можем сократить массу \( m \), так как она присутствует в обеих частях уравнения:
\[ \frac{1}{2} v^2 = gh \]
Теперь давайте подставим известные значения. Мы знаем, что на высоте 7 метров скорость \( v = 10 \, \text{м/с} \):
\[ \frac{1}{2} (10)^2 = g h \] \[ 50 = 9.81 h \]
Теперь можем найти высоту \( h \):
\[ h = \frac{50}{9.81} \approx 5.1 \, \text{м} \]
Таким образом, кинетическая энергия шара была равна его потенциальной энергии на высоте приблизительно 5.1 метра.