Камень массой 200 г был брошен вертикально вверх, после чего достиг максимальной высоты, равной 5 м. Определите, чему будет равна полная механическая энергия камня непосредственно перед падением его обратно на землю. Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения равно 10 м/с2. Ответ укажите в СИ и округлите до целого числа.

Для того чтобы решить эту задачу, воспользуемся законом сохранения механической энергии, согласно которому полная механическая энергия системы остается постоянной, если на систему не действуют внешние силы (в данном случае силы сопротивления воздуха), то есть при пренебрежении сопротивлением воздуха.

Полная механическая энергия (E) в любой момент времени складывается из кинетической энергии (Ek) и потенциальной энергии (Ep):

E = Ek + Ep

В момент, когда камень достигает максимальной высоты, его скорость равна нулю, следовательно, вся его начальная кинетическая энергия перешла в потенциальную энергию. Масса камня m = 0.2 кг, максимальная высота h = 5 м, ускорение свободного падения g = 10 м/с².

Потенциальная энергия на максимальной высоте:

Ep(max) = m * g * h = 0.2 кг * 10 м/с² * 5 м = 10 Дж

Так как сопротивлением воздуха пренебрегаем, полная механическая энергия сохраняется и будет равна потенциальной энергии на максимальной высоте:

E(total) = Ep(max) = 10 Дж

Таким образом, полная механическая энергия камня непосредственно перед падением на землю также будет равна 10 Дж, что и составляет округленный до целого числа ответ (в системе СИ энергия измеряется в джоулях).