Привет! Давай разберёмся вместе с твоей задачей.
Задача гласит, что камень, брошенный с земной поверхности вертикально вверх со скоростью 10 м/с, обладает на верхней точке траектории потенциальной энергией 5 Дж. Нам нужно найти массу камня.
Из учебника физики мы знаем, что потенциальная энергия (ПЭ) на высоте вычисляется по формуле ПЭ = mgh, где
m - масса тела,
g - ускорение свободного падения (для Земли примерно 9.8 м/с²),
h - высота, на которой находится тело.
Но в условии нам h не дано, а дана начальная скорость — это значит, что камень поднимется до той высоты, на которой вся его начальная кинетическая энергия (КЭ) перейдёт в потенциальную. Кинетическая энергия (КЭ) вычисляется по формуле КЭ = (mv²)/2, где v — скорость тела.
Мы можем приравнять потенциальную энергию на высоте к кинетической энергии на земле, потому что они равны на верхней точке подъёма (по закону сохранения механической энергии), так как камень бросают вертикально вверх и силой трения пренебрегаем.
Итак, ПЭ = КЭ:
5 Дж = (m*10² м²/с²)/2.
Отсюда можем выразить массу m:
m = (5 Дж * 2) / (10² м²/с²) = 10 Дж / 100 м²/с² = 0.1 кг.
Таким образом, масса камня составляет 0,1 кг или 100 г.
