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

Чтобы рассчитать полную механическую энергию камня непосредственно перед падением, мы можем использовать закон сохранения энергии. Согласно этому закону, если сопротивлением воздуха пренебречь, то полная механическая энергия не изменяется, и полная механическая энергия камня в самой высокой точке траектории будет равна полной механической энергии камня непосредственно перед тем, как он коснётся земли.

В самой верхней точке подъема у камня есть только потенциальная энергия и нет кинетической энергии, так как он на мгновение останавливается, чтобы начать падение. Потенциальная энергия (Eп) на высоте 5 метров рассчитывается по формуле:

Eп = m * g * h,

где:

• m — масса камня,
• g — ускорение свободного падения,
• h — высота.

Подставляем известные нам значения:

m = 200 г = 0.2 кг (переводим в килограммы, так как СИ требует массу в килограммах), g = 10 м/с², h = 5 м.

Eп = 0.2 кг * 10 м/с² * 5 м = 1 кг*м²/с² * 5 м = 10 Дж * 5 = 50 Дж.

Это потенциальная энергия камня в самой верхней точке траектории. Поскольку в начальный и конечный моменты времени кинетическая энергия равна нулю (в верхней и нижней точках), и сопротивлением воздуха пренебрегаем, полная механическая энергия камня перед падением будет также равна 50 Дж, так как она сохраняется (не изменяется).

Ответ: полная механическая энергия камня непосредственно перед падением обратно на землю равна 50 Дж (округлено до целого числа).