Чтобы определить максимальную высоту, на которую может подняться тело, мы можем использовать закон сохранения энергии.
Кинетическая энергия (КЭ) тела в момент бросания преобразуется в потенциальную энергию (ПЭ) на высоте. Формулы для этих энергий выглядят следующим образом:
- Кинетическая энергия: ( KE = \frac{mv^2}{2} ), где ( m ) — масса тела, ( v ) — скорость.
- Потенциальная энергия: ( PE = mgh ), где ( g ) — ускорение свободного падения (примерно ( 9.81 , \text{м/с}^2 )), ( h ) — высота.
Из условия задачи известно, что кинетическая энергия равна 400 джоулей, и масса тела равна 500 граммов, что нужно преобразовать в килограммы (0.5 кг):
Согласно закону сохранения энергии:
[ KE = PE ]
То есть:
[ 400 , \text{Дж} = mgh ]
Подставим известные значения:
[ 400 = 0.5 \cdot 9.81 \cdot h ]
Теперь можем выразить высоту ( h ):
[ h = \frac{400}{0.5 \cdot 9.81} ]
[ h = \frac{400}{4.905} ]
[ h \approx 81.63 , \text{м} ]
Таким образом, тело может подняться на максимальную высоту примерно 81.63 метра над поверхностью земли.