Динамика. Силы — Задание 2 ЕГЭ по физике №00047317

Камень летит по дуге, и спрашивают силу тяжести в самой высокой точке. Сила тяжести — это притяжение камня Землёй: $F=mg$. В неё входят только масса камня и ускорение свободного падения. Угол броска и скорость определяют форму полёта, но не силу притяжения.

Шаг 1. Не ослабло ли притяжение наверху? Высота подъёма $h=\dfrac{(v\sin60^\circ)^2}{2g}=\dfrac{(20\cdot0{,}87)^2}{20}\approx\dfrac{300}{20}=15$ м. По сравнению с радиусом Земли (около $6400$ км) это ничто, так что $g$ наверху то же, $10\ \text{м/с}^2$.

Шаг 2. Массу переводим в килограммы: $200\ \text{г}=0{,}2\ \text{кг}$.

$$F=mg=0{,}2\cdot10=2\ \text{Н}$$

Проверим себя по траектории. В верхней точке скорость камня горизонтальна — он на мгновение перестаёт подниматься. Но путь сразу загибается вниз: камень не летит дальше по прямой. Значит, сила на него действует и направлена вниз — это та же сила тяжести, что и в любой другой точке полёта.