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, сначала рассмотрим закон сохранения энергии. Полная механическая энергия (E) системы без учета сопротивления воздуха в любой момент времени сохраняется и равна сумме потенциальной (U) и кинетической (K) энергий:

E = U + K

В момент, когда камень находится на максимальной высоте, его скорость равна нулю (v = 0), следовательно, кинетическая энергия в этот момент также равна нулю (K = 0). Полная механическая энергия камня в этот момент равна его потенциальной энергии:

E_max = U_max = m * g * h

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

Подставим значения и получим:

E_max = 0.2 кг * 10 м/с² * 5 м = 10 Дж

Так как камень брошен вертикально вверх, и в системе отсутствует сопротивление воздуха, полная механическая энергия перед началом падения будет равна полной механической энергии на максимальной высоте, так как энергия сохраняется.

Таким образом, полная механическая энергия камня непосредственно перед падением обратно на землю также будет равна 10 Дж (округленно до целого числа).