Для решения этой задачи нам потребуется использовать законы сохранения энергии механического движения.
Кинетическая энергия (K) и потенциальная энергия (P) связаны следующим образом:
K + P = const
Используя этот закон, мы можем найти искомые значения энергий в средней точке пути.
Масса камня — 2 кг, а ускорение свободного падения — 9,8 м/с².
Потенциальная энергия (гравитационная) камня в начальной точке (наивысшей) будет равна:
P₁ = m * g * h
где: m — масса камня (2 кг) g — ускорение свободного падения (9,8 м/с²) h — высота падения
Так как мы должны найти энергии в средней точке пути, то потенциальная энергия в начальной и конечной точках будет одинаковой, и равна:
P₁ = P₂
Кинетическая энергия (К) равна:
K = (m * v²) / 2
где: m — масса камня (2 кг) v — скорость камня в средней точке пути
Теперь найдем высоту падения камня (h).
Мы знаем, что время падения составляет 1,43 с, а расстояние, которое проходит камень за это время, включает как подъем, так и спуск. Разделив это расстояние пополам, мы найдем высоту падения:
h = (1/2) * g * t²
где: t — время падения (1,43 с) g — ускорение свободного падения (9,8 м/с²)
Расчитаем высоту падения:
h = (1/2) * 9,8 * (1,43)²
Теперь можем найти потенциальную и кинетическую энергию камня в средней точке пути.
P = m * g * h K = (m * v²) / 2
Подставим известные значения и рассчитаем ответ.
