Виды Энергии — Задание 3 ЕГЭ по физике №00051206

Что тут происходит: камень массой 500 г бросили вертикально вверх, и он поднялся на 6 м над точкой броска. Сопротивления воздуха нет. Нужно найти кинетическую энергию камня в момент броска.

В верхней точке скорость камня равна нулю — вся энергия там потенциальная. Нулевой уровень выберем в точке броска: там высота ноль и вся энергия кинетическая.

Сопротивления нет, полная механическая энергия сохраняется, значит, энергия броска равна энергии высоты в верхней точке:

$$E_\text{к}=mgh_{\max}$$

Масса $m=500\ \text{г}=0{,}5$ кг, $g=10$ м/с$^2$, $h_{\max}=6$ м:

$$E_\text{к}=0{,}5\cdot10\cdot6=30\ \text{Дж}$$

То же самое можно увидеть через работу: на подъёме камень тормозит сила тяжести $mg=5$ Н, на пути 6 м она «отбирает» у него $5\cdot6=30$ Дж — ровно всю энергию движения.

Проверим себя через скорость броска: тело, поднявшееся на 6 м, было брошено со скоростью $v_0^2=2gh=120$ м$^2$/с$^2$, и $E_\text{к}=\dfrac{mv_0^2}{2}=\dfrac{0{,}5\cdot120}{2}=30$ Дж. Совпало.