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 (Е) в системе, в которой можно пренебречь сопротивлением воздуха, сохраняется. Это означает, что полная энергия системы, к которой относится и потенциальная, и кинетическая энергия, останется постоянной в отсутствие внешних сил, таких как сопротивление воздуха.

Поскольку полная энергия сохраняется, то энергия, которой обладал камень в момент броска, будет равна полной энергии в момент, когда он снова коснется земли. В максимальной высоте (5 метров), всю свою энергию камень имел в виде потенциальной энергии. Для расчета этой энергии воспользуемся формулой потенциальной энергии для камня на высоте:

\[E_{потенциальная} = mgh,\]

где \(m\) - масса камня, \(g\) - ускорение свободного падения, и \(h\) - высота.

Подставляем известные значения:

• \(m = 200 \ г = 0.2 \ кг\)
• \(g = 10 \ м/с^2\)
• \(h = 5 \ м\)

\[E_{потенциальная} = 0.2 \ кг \times 10 \ м/с^2 \times 5 \ м = 1 \ кг \cdot м^2/с^2 = 10 \ Дж.\]

Таким образом, полная энергия камня в момент, когда он был на максимальной высоте, составляла 10 Дж.

Непосредственно перед падением на землю вся потенциальная энергия перейдет обратно в кинетическую энергию (если не учитывать сопротивление воздуха), поэтому полная механическая энергия камня также будет равна 10 Дж.

Ответ: Полная механическая энергия камня непосредственно перед падением будет равна 10 джоулей.