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

Для определения полной механической энергии камня непосредственно перед падением его обратно на землю, необходимо учесть, что полная механическая энергия сохраняется в отсутствие сопротивления воздуха и других внешних сил (по закону сохранения механической энергии).

Полная механическая энергия системы в любой момент времени до удара о землю состоит из кинетической и потенциальной энергии. Кинетическая энергия зависит от скорости камня, а потенциальная энергия – от его высоты над землей.

На максимальной высоте в 5 метров весь кинетический запас энергии был превращен в потенциальную энергию. Непосредственно перед падением на землю всё это количество потенциальной энергии снова будет превращено в кинетическую.

Потенциальная энергия камня на максимальной высоте равна:

E_p = mgh

где: E_p – потенциальная энергия, m – масса камня, g – ускорение свободного падения, h – высота.

Подставим известные значения:

m = 200 г = 0,200 кг (в килограммах, так как в системе СИ) g = 10 м/с^2 h = 5 м

E_p = 0,200 кг * 10 м/с^2 * 5 м = 1 кг * м^2/с^2 = 1 Дж (джоуль)

Таким образом, потенциальная энергия камня на максимальной высоте составила 10 джоулей. Поскольку мы пренебрегаем сопротивлением воздуха, полная механическая энергия камня не изменится и будет такой же при падении.

Ответ: Полная механическая энергия камня непосредственно перед падением на землю составит 10 джоулей.