3. Капля воды свободно падает с высоты 450 м. Определите её потенциальную и кинетическую энергии на высоте 200 м, если масса капли 2 г, а сопротивлением воздуха можно пренебречь.

Примем \(g=10\text{ м/с}^2\). Переведём массу: \(m=2\text{ г}=0.002\text{ кг}\).

Потенциальная энергия капли на высоте 200 м:

\(E_p=mgh=0.002\cdot 10\cdot 200=4\text{ Дж}\).

Так как сопротивлением воздуха пренебрегаем, механическая энергия сохраняется. В начале падения капля покоилась, поэтому её полная энергия равна потенциальной энергии на высоте 450 м: \(E=mgh_0=0.002\cdot 10\cdot 450=9\text{ Дж}\).

Кинетическая энергия на высоте 200 м: \(E_k=E-E_p=9-4=5\text{ Дж}\).

Ответ: потенциальная энергия — 4 Дж, кинетическая — 5 Дж.