Потенциальная энергия — это энергия, которую объект имеет из-за своего положения в поле силы, например, в гравитационном поле Земли. Формула для расчета потенциальной энергии в гравитационном поле Земли выглядит следующим образом:
[ PE = m \cdot g \cdot h ]
где:
- ( PE ) — потенциальная энергия,
- ( m ) — масса объекта,
- ( g ) — ускорение свободного падения (приблизительно равно ( 9.8 \, \text{м/с}^2 ) на поверхности Земли),
- ( h ) — высота, на которой находится объект.
В данном случае, оба бруска находятся на одной и той же высоте, поэтому высота ( h ) и ускорение свободного падения ( g ) являются одинаковыми для обоих брусков. Таким образом, потенциальная энергия зависит только от массы брусков.
Масса первого бруска составляет 500 г (или 0.5 кг), а масса второго бруска — 100 г (или 0.1 кг).
Теперь рассчитаем потенциальную энергию для каждого из брусков:
Для первого бруска:
[ PE_1 = 0.5 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot h = 4.9h \, \text{Дж} ]
Для второго бруска:
[ PE_2 = 0.1 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot h = 0.98h \, \text{Дж} ]
Теперь сравним их потенциальные энергии:
[ \frac{PE_1}{PE_2} = \frac{4.9h}{0.98h} = \frac{4.9}{0.98} = 5 ]
Таким образом, первый брусок обладает потенциальной энергией, которая в 5 раз больше, чем у второго бруска.