Потенциальная энергия тела в поле тяжести Земли определяется формулой ( U = mgh ), где ( m ) - масса тела, ( g ) - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.8 м/с² на поверхности Земли), а ( h ) - высота тела над нулевым уровнем отсчета (в данном случае, это поверхность Земли).
Дано, что два тела имеют одинаковую массу ( m ) и подняты на высоты ( h_1 ) и ( h_2 ) соответственно, причём ( h_1 = 2h_2 ).
Подставим значения высот в формулу потенциальной энергии для каждого тела:
- Для первого тела: ( U_1 = mgh_1 = mg(2h_2) = 2mgh_2 )
- Для второго тела: ( U_2 = mgh_2 )
Теперь можно сравнить потенциальные энергии двух тел:
[ \frac{U_1}{U_2} = \frac{2mgh_2}{mgh_2} = 2 ]
Таким образом, потенциальная энергия первого тела, находящегося на высоте ( h_1 = 2h_2 ), в два раза больше потенциальной энергии второго тела, находящегося на высоте ( h_2 ).