Для решения данной задачи нам понадобятся формулы для потенциальной и кинетической энергии.
Потенциальная энергия (Pe) для тела, находящегося на высоте h над поверхностью земли, может быть рассчитана с помощью формулы:
Pe = m * g * h,
где m - масса тела (2 кг), g - ускорение свободного падения (примерное значение 9,8 м/с²), h - высота падения (неизвестное значение).
Зная, что падение продолжалось 1,43 секунды и сопротивлением воздуха можно пренебречь, можем найти высоту падения (h) по формуле:
h = (1/2) * g * t²,
где t - время падения (1,43 секунды).
Заменив известные значения и решив уравнение, вычисляем высоту падения:
h = (1/2) * 9,8 * (1,43)² ≈ 9,157 м.
Теперь мы можем рассчитать кинетическую энергию (Ke) камня в средней точке пути, используя формулу:
Ke = (1/2) * m * v²,
где v - скорость камня в средней точке пути, которую мы можем найти, используя закон сохранения энергии:
Pe + Ke = const.
Изначально у камня, находящегося на высоте h, всесила потенциальная энергия Pe. В средней точке пути ниже, эта потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию Ke.
Поскольку полная энергия (Pe + Ke) в средней точке пути равна начальной потенциальной энергии (Pe) на высоте h, можем записать:
Pe + Ke = Pe, Ke = 0.
Таким образом, кинетическая энергия камня в средней точке пути равна нулю.
