Дано:
v=40 м/с
Ек=2Еп
Найти:
h-?
По закону сохранения механической энергии:
E=Eк+Еп
При бросании тела вверх ему передается кинетическая энергия, а значит:
Е=mv²/2
mv²/2=Ек+Еп=2Еп+Еп=3Еп=3mgh
mv²/6=mgh
h=v²/(6g)
h=40²/(6*9.8)=27,2 м
Ответ высота на которой кинетическая энергия вдвое больше потенциальной равна 27,2 метра
Работа A, которую совершит человек, равна произведению силы F, которую он должен приложить к камню, и пеемещения камня h:
A = F*h
Чтобы поднять этот камень человеку надо приложить силу, равную разности сил тяжести и Архимеда, действующих на камень:
F = Fт - Fа
F = mg - ρв*g*V
Плотность воды ρв = 1000 кг/м³.
Тогда работа:
A = (mg - ρв*g*V)*h
A = (m - ρв*V)*g*h
A = (50 кг - 1000 кг/м³ * 0,02 м³) * 10 Н/кг * 60 см
A = (50 кг - 1000 кг/м³ * 0,02 м³) * 10 Н/кг * 0,6 м
A = 180 Дж
Ответ: 180 Дж