7. Груз массой 200 г свободно падает с высоты 15 м с нулевой начальной скоростью. Определите потенциальную энергию груза в тот момент времени, когда его скорость равна 6 м/с. Принять, что потенциальная энергия груза равна нулю на поверхности Земли.

Потенциальная энергия груза на высоте h:

$$E_п = mgh$$

В начальный момент времени потенциальная энергия груза равна:

$$E_{п0} = mgH = 0.2 \text{ кг} \cdot 9.8 \text{ м/с}^2 \cdot 15 \text{ м} = 29.4 \text{ Дж}$$

Воспользуемся законом сохранения энергии:

$$E_{п0} = E_к + E_п$$

$$E_к = \frac{mv^2}{2} = \frac{0.2 \text{ кг} \cdot (6 \text{ м/с})^2}{2} = 3.6 \text{ Дж}$$

$$E_п = E_{п0} - E_к = 29.4 \text{ Дж} - 3.6 \text{ Дж} = 25.8 \text{ Дж}$$

Ответ: 25.8 Дж