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 решения этой задачи, нужно использовать закон сохранения механической энергии. Поскольку в условии задачи сказано пренебречь сопротивлением воздуха, это означает, что суммарная механическая энергия камня (кинетическая и потенциальная энергия) остаётся постоянной во всё время движения, за исключением начальной точки, когда камень еще в руке и конечной точки, когда камень лежит на земле. Это также означает, что энергия, которой камень обладал в момент достижения максимальной высоты, будет равна его энергии непосредственно перед падением обратно на землю.

В верхней точке подъёма вся первоначальная кинетическая энергия брошенного камня превратилась в потенциальную энергию гравитации, которая вычисляется по формуле:

\[ E_p = mgh \]

где: \( E_p \) — потенциальная энергия, \( m \) — масса камня, \( g \) — ускорение свободного падения, \( h \) — высота.

Подставим известные значения:

\[ E_p = 0.2 \, \text{кг} \times 10 \, \text{м/с}^2 \times 5 \, \text{м} = 1 \, \text{кг} \cdot \text{м}^2/\text{с}^2 = 10 \, \text{Дж} \]

Так как сопротивление воздуха не учитывается, полная механическая энергия камня непосредственно перед началом падения (на той же высоте, на которой он был брошен) будет равна его потенциальной энергии на максимальной высоте:

\[ E_{total} = E_p = 10 \, \text{Дж} \]

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