Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения энергии. Кинетическая энергия (КЭ) и потенциальная энергия (ПЭ) связаны по следующей формуле:
ПЭ + КЭ = константа
В данном случае мы можем использовать среднюю точку пути, поэтому полный путь будет составлять половину исходной высоты.
Так как сопротивление воздуха пренебрежимо мало, ПЭ в начальной точке пути равна ПЭ в средней точке пути. Также, когда камень достигнет средней точки пути, вся его ПЭ будет превращена в КЭ.
Итак, ПЭ в начальной точке пути равна масса * ускорение свободного падения * высота:
ПЭ = 2 * 9.8 * h
Где h - высота падения. Так как полный путь составляет половину высоты, h = (1/2) * h.
Таким образом, ПЭ в средней точке пути будет:
ПЭ = 2 * 9.8 * (1/2) * h = 9.8 * h
Теперь мы можем рассчитать кинетическую энергию в средней точке пути. К Э = П Э в начальной точке пути:
КЭ = ПЭ = 9.8 * h
Таким образом, кинетическая энергия и потенциальная энергия камня в средней точке пути равны 9.8 * h, где h - высота падения камня.