Давайте разберем задачу по расчету потенциальной энергии тела массой 2 кг, которое бросают вертикально вверх со скоростью 40 м/с, в верхней точке подъема.

Первым делом, нам нужно определить, на какую высоту поднимется это тело. Для этого используем закон сохранения энергии: вся кинетическая энергия, которую имеет тело в момент броска, будет преобразована в потенциальную энергию в верхней точке подъема.

Кинетическая энергия (Ек) в момент броска рассчитывается по формуле:

• где m — масса тела (в нашем случае 2 кг),
• V — скорость (40 м/с).

Подставляем значения:

Теперь, когда мы знаем, что начальная кинетическая энергия составляет 1600 Дж, мы можем сказать, что в верхней точке вся эта энергия будет преобразована в потенциальную энергию (Еп).

Потенциальная энергия рассчитывается по формуле:

• где g — ускорение свободного падения (принимаем 10 м/с²),
• h — высота, на которую поднимется тело.

Чтобы найти высоту (h),используем уравнение движения с постоянным ускорением:

Подставляем значения:

Теперь, зная высоту, мы можем найти потенциальную энергию:

Таким образом, потенциальная энергия тела в верхней точке подъема составляет 1600 Дж. Это означает, что вся энергия, которую тело имело в момент броска, была преобразована в потенциальную энергию на высоте 80 метров.