Для решения данной задачи будем использовать законы сохранения энергии.
Изначально, когда мяч упал с балкона, его начальная скорость была равна нулю, а его потенциальная энергия (Eп) равна массе мяча (m) умноженной на ускорение свободного падения (g = 9.8 м/с^2) и на высоту балкона (h = 15 м):
Eп = m * g * h
Когда мяч достиг высоты 5 метров от земли, его потенциальная энергия (еp') будет равна массе мяча (m) умноженной на ускорение свободного падения (g = 9.8 м/с^2) и на высоту 5 м:
Eп' = m * g * 5
Также, по закону сохранения энергии, потенциальная энергия мяча превращается в его кинетическую энергию (Ek) на высоте 5 метров:
Eп = Ek
C учетом этого равенства, можно записать следующее:
m * g * h = 0.5 * m * v^2
Где v - искомая скорость мяча на высоте 5 метров.
Путем сокращения массы мяча и упрощения уравнения, получаем:
g * h = 0.5 * v^2
Используя данное уравнение, можем выразить скорость мяча (v) на высоте 5 метров:
v = √(2 * g * h)
Подставляя значения, получаем:
v = √(2 * 9.8 * 5) ≈ √98 ≈ 9.9 м/с
Таким образом, скорость мяча на высоте 5 метров будет примерно равна 9.9 м/с.