Задание 3 ЕГЭ по физике · задача cF0AD6

Тема: 1.4 Законы сохранения в механике · 1 балл · ответ подтверждён проверкой ФИПИ

Камень массой 1,5 кг брошен вертикально вверх. В начальный момент его кинетическая энергия равна 300 Дж. На какую максимальную высоту поднимется камень над точкой старта? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Решить в тренажёре с автопроверкой →
Показать ответ и разбор
Ответ: 20 м

Разбор

1. Физическая идея.
Камень брошен вертикально вверх, а сопротивлением воздуха пренебрегаем. Значит, из внешних сил действует только сила тяжести, и механическая энергия сохраняется.

В начальный момент, сразу после броска, камень находится на высоте, которую примем за нулевую. Тогда вся его механическая энергия — это кинетическая энергия:
$E_1 = E_k = 300\ \text{Дж}$.

В верхней точке траектории скорость камня равна нулю, поэтому кинетическая энергия равна нулю, а вся энергия перешла в потенциальную энергию взаимодействия камня и Земли:
$E_2 = mgh$, где $h$ — максимальная высота подъёма над точкой старта.

2. Закон сохранения энергии.
$E_k = mgh$.

Отсюда найдём высоту:
$h = \dfrac{E_k}{mg}$.

3. Подставим числа.
$m = 1{,}5\ \text{кг}$, $g = 10\ \text{м/с}^2$, $E_k = 300\ \text{Дж}$.

$h = \dfrac{300}{1{,}5 \cdot 10} = \dfrac{300}{15} = 20\ \text{м}$.

Ответ: $20$.
← Предыдущая задачаВсе задачи №3 (84)Следующая задача →
Хочешь закрепить? В тренажёре — быстрые колоды по 5 задач этого номера с баллами по правилам ЕГЭ, подсказками ИИ и разбором ошибок. Тренировать задание 3 →