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 в замкнутой системе сохраняется, если не учитывать воздействие внешних сил, таких как сопротивление воздуха. В данном случае, учитывая условие, что сопротивлением воздуха можно пренебречь, значит, полная механическая энергия камня будет одинаковой в момент бросания и непосредственно перед падением на землю.

Полная механическая энергия (E) это сумма кинетической (K) и потенциальной (U) энергии:

\[E = K + U\]

В верхней точке траектории кинетическая энергия равна нулю, и вся энергия камня является потенциальной. Потенциальная энергия определяется как:

\[U = m \cdot g \cdot h\]

где \(m\) – масса камня (в килограммах), \(g\) – ускорение свободного падения (в метрах на секунду в квадрате), \(h\) – высота (в метрах).

В данном случае, у нас есть следующие значения:

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

Теперь мы можем подставить значения и вычислить потенциальную энергию в верхней точке:

\[U = 0.2 \cdot 10 \cdot 5 = 10 \text{ Дж}\]

Поскольку энергия сохраняется и никакие внешние работы (кроме работы поля тяжести) не совершаются, полная механическая энергия в момент перед падением равна потенциальной энергии в самой высокой точке:

\[E = U\]

\[E = 10 \text{ Дж}\]

Ответ: Полная механическая энергия камня непосредственно перед падением его обратно на землю будет равна 10 Дж (джоулей).