5. Как изменяется потенциальная энергия груза массой 400 кг, поднимаемого на высоту 4м относительно поверхности Земли?

Решение:

Потенциальная энергия \( E_p \) тела над поверхностью Земли вычисляется по формуле: \( E_p = mgh \), где \( m \) — масса тела, \( g \) — ускорение свободного падения, \( h \) — высота над поверхностью.

В данном случае:

• Масса груза \( m = 400 \text{ кг} \).
• Высота подъёма \( h = 4 \text{ м} \).
• Ускорение свободного падения \( g \approx 9.8 \text{ м/с}^2 \) (можно принять \( g = 10 \text{ м/с}^2 \) для упрощения расчётов, если не указано иное).

При увеличении высоты \( h \) (при условии, что \( m \) и \( g \) остаются постоянными), потенциальная энергия \( E_p \) также увеличивается.

Рассчитаем начальную и конечную потенциальную энергию:

1. Начальная потенциальная энергия (если груз находится на поверхности Земли, \( h=0 \)): \[ E_{p, нач} = 400 \text{ кг} \cdot 9.8 \text{ м/с}^2 \cdot 0 \text{ м} = 0 \text{ Дж} \].
2. Конечная потенциальная энергия (на высоте 4 м): \[ E_{p, кон} = 400 \text{ кг} \cdot 9.8 \text{ м/с}^2 \cdot 4 \text{ м} = 15680 \text{ Дж} \].

Изменение потенциальной энергии составляет \( 15680 - 0 = 15680 \text{ Дж} \).

Ответ: Потенциальная энергия увеличивается. Она возрастает с 0 Дж до 15680 Дж (при g=9.8 м/с²) или до 16000 Дж (при g=10 м/с²).