Какой потенциальной энергией обладает вертикально стоящий однородный столб массой m, высотой h, если считать, что потенциальная энергия столба, лежащего на поверхности земли, равна 0.

Потенциальная энергия U тела массой m поднятого на определенную высоту h, равна:

U = mgh (g - ускорение свободного падения).

Если тело имеет значительные размеры, то за высоту подъема h принимается разница в положении центра масс.

Центр масс столба высотой h расположен на высоте h/2 над поверхностью земли.

Потенциальная энергия стоящего столба относительно земли U=mgh/2.

Ответ: U=mgh/2.

Примечание. лежащий столб находится в горизонтальном положении, а стоящий - в вертикальном. Не влияет ли поворот на потенциальную энергию?

Поднимать столб можно в два этапа: 1) поднять на высоту h/2 не меняя ориентации; 2) повернуть столб относительно центра масс.

Перевод столба из горизонтального в вертикальное положение не сопровождается работой сил притяжения. Когда одна половина поднимается, силами притяжения над ней выполняется положительная работа, а над другой -

отрицательная. Суммарная работа сил притяжения при повороте равна нулю, то есть его потенциальная энергия не изменяется.