1. Камень массой 3 кг падает с высоты 20 м без начальной скорости. В момент удара о землю скорость камня равна 16 м/с. а) Чему равна потенциальная энергия в начале движения? б) Чему равна кинетическая энергия камня непосредственно перед ударом о землю? в) Чему равна работа силы сопротивления воздуха?

Примем ускорение свободного падения равным 10 м/с², уровень земли — за нулевой уровень потенциальной энергии.

1. В начале движения потенциальная энергия камня: \(E_{п}=mgh=3\cdot10\cdot20=600\) Дж.
2. Перед ударом кинетическая энергия: \(E_{к}=\frac{mv^2}{2}=\frac{3\cdot16^2}{2}=384\) Дж.
3. Работа силы сопротивления равна изменению механической энергии: \(A=E_{к}-E_{п}=384-600=-216\) Дж.

Отрицательный знак означает, что сила сопротивления уменьшила механическую энергию камня.

Ответ: а) 600 Дж; б) 384 Дж; в) −216 Дж.