Когда стрела находится на максимальной высоте, её скорость остановится, следовательно, кинетическая энергия стрелы будет равна нулю. Энергия стрелы на максимальной высоте состоит только из потенциальной энергии.
Для того чтобы найти потенциальную энергию стрелы на максимальной высоте, нам нужно знать её высоту. Мы можем использовать закон сохранения механической энергии, который утверждает, что сумма кинетической и потенциальной энергии остаётся постоянной.
Пусть h обозначает максимальную высоту стрелы. Начальная кинетическая энергия стрелы равна её кинетической энергии при запуске, то есть:
K1 = 0.5 * m * v²,
где m - масса стрелы (40 г, или 0.04 кг), v - начальная скорость стрелы (25 м/с).
По закону сохранения энергии с начальной кинетической энергией равной 0.5 * 0.04 * 25² Дж, на максимальной высоте кинетическая энергия стрелы равна нулю, следовательно, вся её энергия превратилась в потенциальную энергию, которую можно вычислить как:
P = m * g * h,
где g - ускорение свободного падения (около 9.8 м/с²).
Исходя из закона сохранения энергии, мы можем установить равенство потенциальной и кинетической энергии, и тогда решить уравнение для h, чтобы найти максимальную высоту стрелы.