Для решения данной задачи, нам необходимо знать, какая формула связывает кинетическую энергию и скорость тела. Такая формула имеет вид:
[E_k = frac{1}{2}mv^2,]
где (E_k) - кинетическая энергия тела, (m) - масса тела, (v) - скорость тела.
Исходя из данной формулы, нам необходимо знать массу тела и его скорость на определенной высоте. В данном случае масса тела равна 1 кг, а скорость - 22 м/c. Однако, на высоте 11 м скорость тела будет отличаться от исходной скорости, так как влияет сила тяжести.
Для таких случаев у нас имеется формула закона сохранения механической энергии, которая позволяет найти скорость тела на определенной высоте.
[E_{ki} + E_{pi} = E_{kf} + E_{pf},]
где (E_{ki}) - начальная кинетическая энергия тела, (E_{pi}) - начальная потенциальная энергия тела, (E_{kf}) - конечная кинетическая энергия тела, (E_{pf}) - конечная потенциальная энергия тела.
Начальная потенциальная энергия тела равна 0, так как тело находится на земле. Конечная потенциальная энергия тела может быть найдена с помощью следующей формулы:
[E_{pf} = m cdot g cdot h,]
где (g) - ускорение свободного падения (примерное значение 9.8 м/с²), (h) - высота.
Подставим все значения в формулу закона сохранения энергии:
[E_k + E_p = E_{kf} + E_{pf},]
[E_k + 0 = E_{kf} + m cdot g cdot h,]
[E_k = E_{kf} + m cdot g cdot h.]
Исходя из формулы для кинетической энергии, можно записать:
[frac{1}{2}mv^2 = frac{1}{2}mv_f^2 + m cdot g cdot h,]
где (v_f) - скорость тела на высоте (h).
Таким образом, для нахождения кинетической энергии на высоте 11 м нам необходимо найти скорость тела на этой высоте, зная начальную скорость и высоту.
Для этого воспользуемся уравнением движения свободно падающего тела:
[v_f^2 = v_i^2 + 2 cdot g cdot h,]
[v_f^2 = 22^2 + 2 cdot 9.8 cdot 11,]
[v_f^2 = 484 + 215.6,]
[v_f^2 = 699.6,]
[v_f = sqrt{699.6} approx 26.46 , text{м/с}.]
Теперь мы можем подставить значение скорости на высоте 11 м в формулу для кинетической энергии:
[E_k = frac{1}{2}m cdot v_f^2,]
[E_k = frac{1}{2} cdot 1 cdot (26.46)^2,]
[E_k approx frac{1}{2} cdot 1 cdot 701.0916,]
[E_k approx 350.546 , text{Дж}.]
Таким образом, кинетическая энергия тела на высоте 11 м от земли равна примерно 350.546 Дж.