Энергия покоя , или массовая энергия покоя частицы — её энергия, когда она находится в состоянии покоя относительно данной инерционной системы отсчёта; может немедленно перейти в потенциальную (пассивную) и в кинетическую (активную) энергию, что определяется математической формулой эквивалентности массы и энергии.
где — масса покоя частицы и — скорость света в вакууме.
Эквивалентность массы и энергии выводится из специальной теории относительности (СТО): масса данного тела пропорциональна его кинетической энергии.
откуда следует, что энергия и масса эквивалентны. Поэтому, частица, которая остается в состоянии покоя относительно данной инерционной системы отсчёта, имеет определенное количество энергии, когда она имеет массу покоя. Подобно другим видам энергии, энергия покоя может быть преобразована к другим видам энергии в процессе ядерного деления.
не знаю как решать без массы, поэтому возьму тело массой 1 кг, тогда полная энергия в начальный момент будет равна кинетической энергии:
Ек.начальная=1/2*m*
=0.5*1*20*20=200Дж
теперь найдём на какой высоте потенциальная равна 1/2 общей энергии:
Еп=1/2Ек.нач.=200Дж/2=100Дж
Еп=mgh, отсюда
h=Еп/mg=100/1*10=10м
ответ : Еп=Ек на высоте 10 м.
проверим, найдем высоту на которую поднимется тело, брошеное со скоростью 20м/с
S=
=
=20м
а кинетическая равна потенциальной на половине пути 20м/2=10м, кстати это может быть и самостоятельным решением.
ответ F=4,5 мН