5. Камень массой 2 кг падает с высоты 30 м без начальной скорости. Определите потенциальную энергию камня на высоте 10 м от земли и его кинетическую энергию в этот момент.

Примем ускорение свободного падения \(g = 10\) м/с². На высоте 10 м потенциальная энергия относительно земли составляет \(E_p = mgh = 2 \cdot 10 \cdot 10 = 200\) Дж.

Изначально камень покоился на высоте 30 м, поэтому его полная механическая энергия равна \(E = mgh_0 = 2 \cdot 10 \cdot 30 = 600\) Дж. По закону сохранения механической энергии кинетическая энергия на высоте 10 м: \(E_k = E - E_p = 600 - 200 = 400\) Дж.

Ответ: потенциальная энергия 200 Дж, кинетическая энергия 400 Дж.