Для решения этой задачи нам нужно найти полную механическую энергию самолета, которая является суммой его потенциальной и кинетической энергий.
1. Перевод единиц измерения:
- Масса: 5 тонн = 5000 кг
- Скорость: 720 км/ч = 720 * (1000 м / 3600 с) = 200 м/с
- Высота: 5 км = 5000 м
2. Расчет потенциальной энергии ( \(E_p\) ):
\[
E_p = mgh
\]
где:
- \(m\) = масса (5000 кг)
- \(g\) = ускорение свободного падения (10 Н/кг)
- \(h\) = высота (5000 м)
\[
E_p = 5000 \cdot 10 \cdot 5000 = 250,000,000 \text{ Дж} = 250 \text{ МДж}
\]
3. Расчет кинетической энергии ( \(E_k\) ):
\[
E_k = \frac{1}{2}mv^2
\]
где:
- \(m\) = масса (5000 кг)
- \(v\) = скорость (200 м/с)
\[
E_k = \frac{1}{2} \cdot 5000 \cdot 200^2 = 2,500 \cdot 40,000 = 100,000,000 \text{ Дж} = 100 \text{ МДж}
\]
4. Расчет полной механической энергии ( \(E\) ):
\[
E = E_p + E_k
\]
\[
E = 250 \text{ МДж} + 100 \text{ МДж} = 350 \text{ МДж}
\]
Таким образом, полная механическая энергия самолета равна 350 МДж.