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

Полная механическая энергия (E) системы дается суммой кинетической (K) и потенциальной (U) энергий. В случае игнорирования сопротивления воздуха, согласно закону сохранения механической энергии, полная механическая энергия камня останется постоянной на протяжении всего полета.

Полная механическая энергия на максимальной высоте состоит полностью из потенциальной энергии, так как на этой высоте скорость камня равна 0 м/с, и, следовательно, его кинетическая энергия также равна 0. Потенциальную энергию на максимальной высоте можно рассчитать по формуле:

U = m * g * h

где: m - масса камня (200 г = 0.2 кг), g - ускорение свободного падения (10 м/с²), h - высота (5 м).

Подставляем числовые значения:

U = 0.2 кг * 10 м/с² * 5 м U = 2 кгм/с² * 5 м U = 10 кгм²/с²

Таким образом, полная механическая энергия камня на максимальной высоте и непосредственно перед падением на землю (при условии отсутствия сопротивления воздуха) будет равна 10 Дж (джоулей), так как внизу, непосредственно перед ударом о землю, эта потенциальная энергия полностью перейдет в кинетическую, но их сумма останется той же - 10 Дж.