Виды Энергии — Задание 3 ЕГЭ по физике №00002014

Дано:

$m = 400$ г $= 0{,}4$ кг, $E_{k0} = 10$ Дж, $g = 10$ м/с².

Найти:

максимальную высоту $h_{\max}$.

Решение:

Выберем нулевой уровень потенциальной энергии на поверхности Земли. В начальный момент (точка 1): кинетическая энергия $E_{k1} = 10$ Дж, потенциальная $E_{p1} = 0$. В наивысшей точке (точка 2): тело останавливается, $v_2 = 0$, кинетическая $E_{k2} = 0$, потенциальная $E_{p2} = mgh_{\max}$. Так как сопротивление воздуха отсутствует, закон сохранения механической энергии: $$E_{k1} + E_{p1} = E_{k2} + E_{p2},$$ $$10 + 0 = 0 + mgh_{\max}.$$ Выражаем максимальную высоту: $$h_{\max} = \frac{E_{k1}}{mg} = \frac{10}{0{,}4 \cdot 10} = \frac{10}{4} = 2{,}5 \text{ м}.$$ Итог: $h_{\max} = \mathbf{2{,}5}$ м.