Мальчик бросил мяч вертикально вверх с начальной скоростью 5 м/с. Если масса мяча 300 г, определите:

a) начальную кинетическую энергию мяча;

b) максимальную высоту его подъема;

c) как изменится максимальная высота подъема, если массу мяча уменьшить в 3 раза?

Дано:
$m = 300 \text{ г} = 0{,}3 \text{ кг}$, $v_0 = 5 \text{ м/с}$, $g \approx 9{,}8 \text{ м/с}^2$

a) Начальная кинетическая энергия мяча

Формула кинетической энергии:

Подставим значения:

Ответ: $E_k = 3{,}75 \text{ Дж}$

b) Максимальная высота подъёма

В верхней точке вся кинетическая энергия переходит в потенциальную:

Масса сокращается, получаем:

Подставим значения:

Ответ: $h \approx 1{,}28 \text{ м}$

c) Как изменится максимальная высота, если массу уменьшить в 3 раза?

Формула высоты:

Она не содержит массы, значит высота зависит только от начальной скорости и ускорения свободного падения.

Следовательно, при уменьшении массы в 3 раза высота не изменится.

Ответ: максимальная высота подъёма останется $\approx 1{,}28 \text{ м}$.