Подбрасывая камень весом Р=10 Н, мальчик приложил силу F=40 Н на пути l=0,5 м. На какую высоту поднялся камень после отрыва от руки?

Дано:

P = 10 Ньютон - вес камня, подброшенного мальчиком;

F = 40 Ньютон - сила, приложенная к камню;

g = 10 м/с^2 - ускорение свободного падения.

l = 0,5 метров - участок пути, на котором действовала сила.

Требуется определить высоту, на которую поднялся камень, Н (метры).

При подбрасывании камня, мальчик совершил работу, равную:

A = (F - P) * l.

Эта работа пошла на увеличение кинетической энергии камня, то есть:

A = Eкин;

(F - P) * l = m * v^2 / 2.

На максимальной высоте, кинетическая энергия камня полностью превратится в потенциальную энергию:

Eкин = Eпот

m * v^2 / 2 = m * g * H;

(F - P) * l = m * g * H;

H = (F - P) * l / (m * g). С учетом того, что m = P / g, получаем:

H = (F - P) * l / P = (40 - 10) * 0,5 / 10 = 30 * 0,5 / 10 = 15 / 10 = 1,5 метра.

Ответ: камень поднялся на высоту, равную 1,5 метра.