Для того чтобы определить высоту, с которой падает тело, нужно использовать закон сохранения энергии. Согласно этому закону, вся потенциальная энергия тела на начальной высоте превращается в кинетическую энергию в момент удара о землю.
Потенциальная энергия (PE) на начальной высоте ( h ) определяется формулой:
[ PE = mgh ]
где:
- ( m ) — масса тела (1 кг)
- ( g ) — ускорение свободного падения (приблизительно ( 9.8 \, \text{м/с}^2 ))
- ( h ) — высота, с которой падает тело
Кинетическая энергия (KE) тела в момент удара о землю дана и равна 100 Дж:
[ KE = 100 \, \text{Дж} ]
Согласно закону сохранения энергии:
[ PE = KE ]
Таким образом, уравнение для потенциальной энергии можно записать так:
[ mgh = 100 \, \text{Дж} ]
Теперь подставим известные значения:
[ 1 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot h = 100 \, \text{Дж} ]
Решим это уравнение для ( h ):
[ h = \frac{100 \, \text{Дж}}{1 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2} ]
[ h = \frac{100}{9.8} ]
[ h \approx 10.2 \, \text{м} ]
Итак, тело падает с высоты приблизительно 10.2 метра.