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 решить эту задачу, воспользуемся сохранением полной механической энергии системы, так как сопротивлением воздуха можно пренебречь и воздействие других внешних сил отсутствует.

Полная механическая энергия камня (Е) является суммой его кинетической (K) и потенциальной (U) энергий: \[ E = K + U. \]

В точке максимальной высоты вся его начальная кинетическая энергия превратится в потенциальную энергию, т. е. вся его скорость превратится в высоту, и его скорость будет равна нулю.

Потенциальная энергия камня на максимальной высоте: \[ U_{\text{max}} = mgh, \] где: \( m \) – масса камня, \( g \) – ускорение свободного падения, \( h \) – максимальная высота.

Подставим известные значения и получим потенциальную энергию на максимальной высоте: \[ U_{\text{max}} = 0.2\, \text{кг} \times 10\, \text{м/с}^2 \times 5\, \text{м} = 10\, \text{Дж.} \]

Поскольку сопротивление воздуха отсутствует и полная механическая энергия сохраняется, энергия камня на максимальной высоте будет равна его полной механической энергии непосредственно перед падением на землю: \[ E = U_{\text{max}} = 10\, \text{Дж.} \]

Ответ: полная механическая энергия камня непосредственно перед падением будет равна 10 Дж.