Начальная энергия тела (потенциальная энергия на высоте 20м) равнаE=mgh=5кг*9.8 Н/кг*20м=1000Дж.На половине высоты, то есть на высоте 10метров потенциальная энергия равна кинетической, то есть по 500 ДжДалее при падении тела высота уменьшается, поэтому будет уменьшаться потенциальная энергия, а скорость растет, поэтому кинетическая энергия будет расти. Но сумма кинетической и потенциальной энергий менятся не будет(так как не учитываем трение тела о воздух), поэтому сумма энергий равна 1000Дж Вывод: в соответствии с законом сохранения энергии, сумма кинетической и потенц. энергии на высоте 5 метров равна начальной энергии тела
Полная энергия тела есть сумма потенциальной и кинетической энергий: Wпол = Wпот + Wкин. В момент падения Wпот = 0 (т.е. высота в момент падения = 0), значит осталось найти Wкин = , где масса известна. Найдем скорость тела в момент падения. Связь между изменением координаты и скоростью при равноускоренном движении (ускорение постоянно и равно ускорению свободного падения) выражается формулой Δy=, где - скорость тела в момент падения, - скорость с которой тело бросили. Поскольку мы не знаем, в каком направлении бросили тело (под каким углом к горизонту ), то в общем виде вышеуказанное выражение можно переписать как , где Δy заменили на высоту h. Тогда окончательная формула для решения задачи будет: Wпол = Wкин = . Если тело бросили вертикально вверх или вертикально вниз, то Wпол = Wкин = =1231 Дж, если строго по горизонтали, то Wпол = Wкин = =981 Дж. В остальных случаях ответа на вопрос задачи требуется знать угол к горизонту, под которым тело бросили, и ответ будет в диапазоне от 981 до 1231 Дж.