Давайте решим задачу по шагам и подробно объясним каждое действие.
Задача: На какой высоте потенциальная энергия тела массой 3 килограмма равна 60 джоулей?
Шаг 1. Записать формулу потенциальной энергии
Потенциальная энергия тела в гравитационной системе определяется формулой:
\[ U = m \cdot g \cdot h \]
где:
- \( U \) — потенциальная энергия (в джоулях, Дж),
- \( m \) — масса тела (в килограммах, кг),
- \( g \) — ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²),
- \( h \) — высота над уровнем отсчёта (в метрах, м).
Шаг 2. Подставить известные значения
Дано:
- \( m = 3 \, \text{кг} \),
- \( U = 60 \, \text{Дж} \),
- \( g = 9,8 \, \text{м/с}^2 \).
Нам нужно найти \( h \).
Перепишем формулу для \( h \):
\[ h = \frac{U}{m \cdot g} \]
Шаг 3. Рассчитать высоту
Подставляем значения:
\[ h = \frac{60}{3 \times 9,8} \]
Вычислим знаменатель:
\[ 3 \times 9,8 = 29,4 \]
Теперь делим:
\[ h = \frac{60}{29,4} \approx 2,04 \, \text{м} \]
Ответ:
Высота, на которой потенциальная энергия тела массой 3 кг равна 60 Джоулей, составляет примерно 2,04 метра.
Если возникнут дополнительные вопросы или потребуется более подробно — обращайтесь!