Виды Энергии — Задание 3 ЕГЭ по физике №00047297

Мяч бросили вниз с высоты $1{,}3$ м, он ударился о землю, отскочил и поднялся до $2{,}4$ м. Нужно найти, как изменилась его потенциальная энергия между начальным и конечным положением.

Главное, что тут надо понять: потенциальная энергия зависит только от положения тела — от высоты над нулевым уровнем. Каким путём мяч попал из начальной точки в конечную — вниз до земли, удар, подъём, — для изменения потенциальной энергии значения не имеет. Сравниваем только две точки: руку девочки и верхнюю точку подъёма.

Нулевой уровень — поверхность Земли. Масса $m=0{,}3$ кг, $g=10\ \text{м/с}^2$.

В начальном положении, на высоте $1{,}3$ м:

$$E_{p1}=0{,}3\cdot10\cdot1{,}3=3{,}9\ \text{Дж}$$

В конечном положении, на высоте $2{,}4$ м:

$$E_{p2}=0{,}3\cdot10\cdot2{,}4=7{,}2\ \text{Дж}$$

Изменение — «конечное минус начальное»:

$$\Delta E_p=7{,}2-3{,}9=3{,}3\ \text{Дж}$$

Почему мяч смог подняться выше, чем его бросили? Его бросили вниз с какой-то скоростью — у него была ещё и энергия движения, она и позволила подняться выше начальной точки.

Проверим себя короче: мяч в итоге оказался выше начальной точки на $2{,}4-1{,}3=1{,}1$ м, и $mg\Delta h=0{,}3\cdot10\cdot1{,}1=3{,}3$ Дж — сходится.