Потенциальная энергия (ПЭ) в физике определяется как энергия, которую объект обладает в силу своего положения в гравитационном поле. Формула для расчета потенциальной энергии в случае подъема груза на высоту ( h ) выглядит следующим образом:
[ E_p = mgh ]
где:
- ( E_p ) — потенциальная энергия,
- ( m ) — масса груза,
- ( g ) — ускорение свободного падения (приблизительно равно 9.8 м/с² на поверхности Земли),
- ( h ) — высота подъема.
Исходя из условий задачи:
- Масса груза увеличена в 6 раз, т.е. новая масса равна ( 6m ).
- Высота подъема уменьшена в 2 раза, т.е. новая высота равна ( \frac{h}{2} ).
Тогда новая потенциальная энергия ( E_p' ) будет равна:
[ E_p' = (6m)g\left(\frac{h}{2}\right) ]
Раскрывая скобки, получим:
[ E_p' = 6mg \cdot \frac{h}{2} = 3mgh ]
Сравнив это с исходной потенциальной энергией:
[ E_p = mgh ]
Мы видим, что новая потенциальная энергия в 3 раза больше исходной:
[ E_p' = 3E_p ]
Таким образом, несмотря на уменьшение высоты подъема, увеличение массы груза в 6 раз привело к тому, что потенциальная энергия увеличилась в 3 раза.