Давайте решим задачу шаг за шагом.
Дано:
- Масса мяча \( m = 100\,г = 0,1\,кг \)
- Скорость \( v = 54\,км/ч \)
Задача: Найти потенциальную энергию мяча при высоте, которая соответствует его кинетической энергии (так как в условии сказано, что потенциальная энергия равна кинетической).
Шаг 1: Перевести скорость в м/с
\[ v = 54\,км/ч = \frac{54\,000\,м}{3\,600\,с} = 15\,м/с \]
Шаг 2: Вычислить кинетическую энергию мяча
Формула кинетической энергии:
\[ KE = \frac{1}{2} m v^2 \]
Подставляем значения:
\[ KE = \frac{1}{2} \times 0,1\,кг \times (15\,м/с)^2 \]
\[ KE = 0,05 \times 225 = 11,25\,Дж \]
Шаг 3: Потенциальная энергия равна кинетической (по условию)
Потенциальная энергия в верхней точке:
\[ PE = m g h \]
где:
- \( m = 0,1\,кг \)
- \( g \approx 9,8\,м/с^2 \)
- \( h \) — искомая высота
Но так как потенциальная энергия равна кинетической, то:
\[ PE = KE = 11,25\,Дж \]
Итог:
Ответ — потенциальная энергия равна 11,25 Дж.
Правильный ответ — третий вариант: \( 11,25\,Дж \).
Если есть еще вопросы или нужна помощь — обращайтесь!