Когда тело брошено вверх со скоростью 20 м/с, его кинетическая энергия можно выразить через формулу:
\[ KE = \frac{1}{2} m v^2 \]
где \( KE \) — кинетическая энергия, \( m \) — масса тела, а \( v \) — его скорость.
Потенциальная энергия на высоте \( h \) определяется как:
\[ PE = mgh \]
где \( PE \) — потенциальная энергия, \( g \) — ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²), а \( h \) — высота.
Чтобы найти высоту, на которой кинетическая энергия равна потенциальной, мы приравниваем эти два выражения:
\[ \frac{1}{2} m v^2 = mgh \]
Здесь можно сократить массу \( m \) с обеих сторон уравнения (при условии, что она не равна нулю):
\[ \frac{1}{2} v^2 = gh \]
Теперь подставим известные значения. Скорость \( v = 20 \) м/с, и ускорение свободного падения \( g = 9.81 \) м/с²:
\[ \frac{1}{2} (20)^2 = 9.81h \]
Разрешим это уравнение:
\[ \frac{1}{2} \times 400 = 9.81 h \] \[ 200 = 9.81 h \] \[ h = \frac{200}{9.81} \approx 20.39 \text{ м} \]
Таким образом, высота, на которой кинетическая энергия равна потенциальной, составляет приблизительно 20.39 метров.