一个质量为40 kg的物体被举高到距离地面5 m的高度。它的势能是多少？如果让物体下落，那么当它下落到一半时，它的动能是多少？

已知条件

一个质量为40 kg的物体被举高到距离地面5 m的高度。

要求

求其势能，如果物体下落，求其下落到一半时的动能。

解答

让我们了解计算物体势能和动能的公式

势能，$P.E.=mgh$

动能，$K.E.=\frac{1}{2}mv^2$

其中，$m\rightarrow$ 物体的质量

$g\rightarrow$ 重力加速度

$h\rightarrow$ 高度

$v\rightarrow$ 物体的速度

利用上述公式，让我们求出物体在5 m高度处的势能

5 m高度处的势能

已知，物体的质量 $m=40\ kg$

物体被举起的高度 $h=5\ m$

地球上的重力加速度 $g=9.8\ m/s^2$

所以，物体的势能 $P.E.=mgh$

$=40\times 5\times 9.8$

$=1960\ J$

因此，物体在5 m高度处的势能为1960 J，其动能为零。

所以，它在5 m处的总能量为1960 J

当物体下落时，在中途

高度 $h'=\frac{5}{2}\ m=2.5\ m$

所以，它的势能 $P.E.'=mgh'=40\times9.8\times2.5=980\ J$

然后，物体的动能 $K.E.=总能量-势能$

$=1960\ J-980\ J$

$=980\ J$

所以，物体下落到一半时的动能为980 J。

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更新于：2022年10月10日

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