Найти потенциальную и кинетическую энергию тела массой 3 кг, падающего свободно с высоты 5 м, на расстоянии 2 м от поверхности земли. Решение задачи должно содержать: «дано», «СИ» (если требуется), «формулы», «законы», «комментарии», «рисунок» и «ответ».

### Решение задачи

Дано:

- Масса тела (m) = 3 кг
- Высота (h) = 5 м
- Высота над землёй (h1) = 2 м

СИ:

- Масса (m) в килограммах (кг)
- Высота (h) в метрах (м)
- Ускорение свободного падения (g) = 9.81 м/с² (принятое значение)

Формулы:

1. Потенциальная энергия (PE) на высоте h:
$
PE = m \cdot g \cdot h
$
2. Кинетическая энергия (KE) на высоте h1:
$
KE = \frac{1}{2} m v^2
$
где v — скорость тела на высоте h1, которую можно найти из закона сохранения энергии.

Законы:

- Закон сохранения механической энергии: полная механическая энергия системы сохраняется, если на неё не действуют внешние силы.

Комментарии:

1. Сначала найдем потенциальную энергию тела на высоте 2 м.
2. Затем определим скорость тела на высоте 2 м, используя закон сохранения энергии.
3. После этого вычислим кинетическую энергию.

Шаги решения:

1. Найдем потенц... $ PE = m \cdot g \cdot h1 = 3 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \cdot 2 \, \text{м} = 58.86 \, \text{Дж} $

2. $$PE_{5m} = m \cdot g \cdot h = 3 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \cdot 5 \, \text{м} = 147.15 \, \text{Дж}$$

3. Полная энергия на высоте 5 м равна потенциальной энергии:

   $$E{5m} = 147.15 \, \text{Дж}$$
   На высоте 2 м полная энергия равна сумме потенциальной и кинетической:
   $$E{2m} + KE$$
   Подставим известные значения:
   $$147.15 \, \text{Дж} = 58.86 \, \text{Дж} + KE$$
   Найдем кинетическую энергию:
   $$KE = 147.15 \, \text{Дж} - 58.86 \, \text{Дж} = 88.29 \, \text{Дж}$$

(На рисунке можно изобразить тело, падающее с высоты 5 м, с указанием высоты 2 м и направлением силы тяжести.)

• Потенциальная энергия на высоте 2 м:
• Кинетическая энергия на высоте 2 м: