К телу массы т = 4 кг приложена направленная вертикально вверх сила F = 49 Н. Найти кинетическую энергию К тела в момент, когда оно окажется на высоте h = 10 м над землей. В начальный момент тело покоилось на поверхности земли.

Дано:

m = 4 кг - масса тела;

F = 49 Ньютон - сила, приложенная к телу;

g = 9,8 м/с^2 - ускорение свободного падения;

H = 10 метров.

Требуется определить кинетическую энергию тела Eк (Джоуль) на высоте H.

По второму закону Ньютона:

F - m * g = m * a, отсюда:

a = (F - m * g) / m = (49 - 4 * 9,8) / 4 = (49 - 39,2) / 4 = 9,8 / 4 = 2,45 м/с^2 - ускорение тела, с которым оно поднимается вверх.

До высоты H тело будет двигаться время:

t = (2 * H / a) ^0,5 = (2 * 10 / 2,45) ^0,5 = (20 / 2,45) ^0,5 = 8^0,5 = 2,8 секунды.

За это время тело обретет скорость, равную:

v = a * t = 2,45 * 2,8 = 6,9 м/с.

Тогда его кинетическая энергия будет равна:

Eк = m * v^2 / 2 = 4 * 6,9^2 / 2 = 2 * 6,9^2 = 95 Джоулей.

Ответ: на высоте 10 метров кинетическая энергия тела будет равна 95 Джоулей.