Для нахождения полной механической энергии объекта, который находится на высоте и движется с определенной скоростью, необходимо учесть как потенциальную, так и кинетическую энергию.
Потенциальная энергия (Ep) рассчитывается по формуле: \[ Ep = m \cdot g \cdot h \] где:
- \( m \) — масса тела в килограммах (200 г = 0.2 кг),
- \( g \) — ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²),
- \( h \) — высота (7 метров).
Подставим значения: \[ Ep = 0.2 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \cdot 7 \, \text{м} = 13.734 \, \text{Дж} \]
Кинетическая энергия (Ek) рассчитывается по формуле: \[ Ek = \frac{m \cdot v^2}{2} \] где:
- \( v \) — скорость объекта в метрах в секунду. Необходимо перевести скорость из км/ч в м/с: \[ v = \frac{36 \, \text{км/ч}}{3.6} = 10 \, \text{м/с} \]
Теперь подставим значения: \[ Ek = \frac{0.2 \, \text{кг} \cdot (10 \, \text{м/с})^2}{2} = \frac{0.2 \cdot 100}{2} = 10 \, \text{Дж} \]
Полная механическая энергия (E) — это сумма потенциальной и кинетической энергии: \[ E = Ep + Ek \] \[ E = 13.734 \, \text{Дж} + 10 \, \text{Дж} = 23.734 \, \text{Дж} \]
Таким образом, полная механическая энергия массы 200 г, находящейся на высоте 7 метров со скоростью 36 км/ч, составляет примерно 23.734 Дж.
