Задание OGEPHYS354376: Кинетическая и потенциальная энергия. Формула для вычисления кинетической энергии. Теорема о кинетической энергии. Формула для вычисления потенциальной энергии тела, поднятого над Землёй.

Систему отсчёта связываем с неподвижным столом. Нулевой уровень потенциальной энергии выбираем на его горизонтальной поверхности, ось Oy направляем вверх. В однородном поле тяжести потенциальная энергия тела определяется высотой его центра масс:
E_п = mgh.
Шары имеют одинаковый размер и подняты одинаково, поэтому их объёмы V и высоты центров масс h одинаковы. Ускорение свободного падения g также общее.

Масса сплошного шара связана с плотностью вещества:
m = ρV.
После подстановки в формулу энергии:
E_п = ρVgh.
При одинаковых V, g и h энергия прямо пропорциональна плотности. Из трёх материалов наибольшую плотность имеет свинец, затем медь, затем древесина. Поэтому наибольшая масса и наибольшая потенциальная энергия у свинцового шара.

Проверка. Одинаковая высота сама по себе не делает энергии равными: в E_п входит также масса. Отношение энергий свинцового и медного шаров равно отношению их плотностей и больше единицы. Ответ: свинцовый шар.