Камень брошен вертикально вверх. В момент броска он имел кинетическую энергию 30 Дж. Какую потенциальную энергию относительно поверхности земли будет иметь камень в верхней точке траектории полета? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Когда камень бросают вертикально вверх, его начальная кинетическая энергия полностью переходит в потенциальную энергию в верхней точке траектории. Это связано с законом сохранения энергии, который гласит, что в замкнутой системе (без учета сил трения и сопротивления воздуха) полная механическая энергия сохраняется.

Итак, в момент броска камень имеет кинетическую энергию $E_{к} = 30 \, \text{Дж}$. По мере того, как он поднимается вверх, его кинетическая энергия уменьшается, поскольку скорость камня замедляется под действием силы тяжести. В верхней точке траектории скорость камня становится равной нулю, а его кинетическая энергия также равна нулю. Вся энергия, которая была кинетической в начале, теперь превращается в потенциальную энергию.

Следовательно, потенциальная энергия камня в верхней точке будет равна начальной кинетической энергии, то есть:

Таким образом, потенциальная энергия камня относительно поверхности земли в верхней точке траектории равна $30 \, \text{Дж}$.