Задание 22 ЕГЭ, физика: Механика

Разберём движение камешка, брошенного горизонтально.

Этап 1. Анализ движения

Камешек движется под действием только силы тяжести. По горизонтали (ось x) ускорение отсутствует, поэтому скорость остаётся постоянной: $v_x = v_0 = 7$ м/с. По вертикали (ось y) действует ускорение свободного падения $g = 10$ м/с².

Этап 2. Определение времени падения

Вертикальное перемещение камешка описывается формулой: $$h = \frac{gt^2}{2}$$

Подставляем известные значения высоты $h = 5$ м: $$5 = \frac{10 \cdot t^2}{2}$$ $$t^2 = 1$$ $$t = 1\text{ с}$$

Камешек падает 1 секунду — это меньше, чем 2 секунды, указанные в задаче.

Этап 3. Состояние камешка через 2 с

После падения в течение 1 секунды камешек ударяется о землю и застревает в мягком грунте, теряя всю скорость. С момента удара (после $t = 1$ с) камешек остаётся неподвижным.

Этап 4. Расчёт кинетической энергии

Через 2 секунды камешек неподвижен, его скорость равна нулю: $$E_k = \frac{mv^2}{2} = 0\text{ Дж}$$