Камень массой 200 г был брошен вертикально вверх, после чего достиг максимальной высоты, равной 5 м. Определите, чему будет равна полная механическая энергия камня непосредственно перед падением его обратно на Землю. Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения равно 10 м/с². Ответ укажите в СИ и округлите до целого числа. Нулевой уровень потенциальной энергии совпадает с поверхностью Земли.

Для решения этой задачи нам нужно вспомнить закон сохранения механической энергии. Полная механическая энергия тела остается постоянной, если на тело не действуют силы трения или сопротивления воздуха. В нашем случае сопротивлением воздуха можно пренебречь.

В наивысшей точке подъема камень обладает только потенциальной энергией, так как его скорость в этот момент равна нулю. Непосредственно перед падением на Землю, камень обладает только кинетической энергией, так как его высота равна нулю. Полная механическая энергия в любой момент времени одинакова.

Сначала переведем массу камня из граммов в килограммы, так как в системе СИ масса измеряется в килограммах:

$$m = 200 \text{ г} = 0.2 \text{ кг}$$

Теперь найдем потенциальную энергию камня в наивысшей точке (на высоте 5 м):

$$E_п = mgh$$ $$E_п = 0.2 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}^2 \cdot 5 \text{ м} = 10 \text{ Дж}$$

Так как полная механическая энергия сохраняется, то полная механическая энергия камня непосредственно перед падением на Землю равна его потенциальной энергии в наивысшей точке.

Округляем до целого числа, хотя в данном случае округлять нечего.

Ответ: 10 Дж