Равноускоренное… — Задание 1 ЕГЭ по физике №00014589

Идея

Высота подъёма задаёт вертикальную скорость броска, а угол $30°$ позволяет восстановить полную скорость. Зная скорость и кинетическую энергию перед падением (она равна энергии броска), найдём массу.

Шаг 1. Скорость броска из высоты подъёма

В верхней точке $v_y=0$, поэтому $v_y^2 = 2gH = 2\cdot 10\cdot 4 = 80$. Бросок под $30°$: $v_y = v_0\sin 30° = 0{,}5 v_0$, значит

$$v_0^2 = 4 v_y^2 = 4\cdot 80 = 320\;\text{м}^2/\text{с}^2$$

Шаг 2. Масса из кинетической энергии

Без сопротивления воздуха энергия перед падением равна энергии броска: $E_к = \frac{m v_0^2}{2}$. Отсюда

$$m = \frac{2 E_к}{v_0^2} = \frac{2\cdot 32}{320} = 0{,}2\text{ кг} = 200\text{ г}$$