Ну вот смотрите качель это то же маятник в часах к примеру. Кинетическая энергия характеризуется скорость движения, а потенциальная энергия высотой. Теперь смотрим мальчик во время качания поднимается высоко, при этом потенциальная энергия возрастает и тогда когда он поднимается на максимум там потенциальная энергия будет максимум, а кинетическая минимум, когда же мальчик опускается потенциальная энергия убывает тем самым переходит (превращается) в кинетическую энергию, значит кинетическая энергия возрастает, а теперь на представьте себе что в момент когда мальчик на качели проходит положение равновесия и вы моментально сфотографировали его в положении когда качель в равновесии, так вот в этой точке и будет максимальная кинетическая энергия. Вот я вам набросал рисунок схематической качели, правда она брольше на простой маятник похожая):
Уравнение движения первого камня, пока он летит: h1(t) = h0 - vt - gt^2 / 2, h0 = 300 м, v = 20 м/с, g = 10 м/с^2 Уравнение движения второго камня, пока он летит: h2(t) = h0 + vt - gt^2 / 2
Расстояние между камнями Δh = h2(t) - h1(t) = 2vt
Δh = 200 м 2 * 20 м/с * t = 200 м t = 5 с
Через 5 секунд камни будут впервые на расстоянии 200 м. Очевидно, за это время первый камень ещё не успеет долететь до земли.
В принципе возможна и вторая ситуация: камень, брошенный вниз, долетел до земли, у него высота h = 0 м, а второй камень на высоте h = 200 м.
Время падения первого камня: h1(T) = 0 h0 - vT - gT^2 / 2 = 0 gT^2 + 2vT - 2h0 = 0 — квадратное уравнение. D/4 = v^2 + 2 h0 g T = (√(v^2 + 2 h0 g) - v)/g = (80 - 20)/10 с = 6 c
Время. когда первый камень будет на высоте 200 м, получится по такой же формуле, если заменить h0 на h' = h0 - 200 м и поменять знак у v. h2(T') = 200 м T' = (√(v^2 + 2 h' g) + v)/g = (49 + 20)/10 = 6.9 c
Уравнение движения второго камня, пока он летит: h2(t) = h0 + vt - gt^2 / 2
Расстояние между камнями Δh = h2(t) - h1(t) = 2vt
Δh = 200 м
2 * 20 м/с * t = 200 м
t = 5 с
Через 5 секунд камни будут впервые на расстоянии 200 м. Очевидно, за это время первый камень ещё не успеет долететь до земли.
В принципе возможна и вторая ситуация: камень, брошенный вниз, долетел до земли, у него высота h = 0 м, а второй камень на высоте h = 200 м.
Время падения первого камня:
h1(T) = 0
h0 - vT - gT^2 / 2 = 0
gT^2 + 2vT - 2h0 = 0 — квадратное уравнение.
D/4 = v^2 + 2 h0 g
T = (√(v^2 + 2 h0 g) - v)/g = (80 - 20)/10 с = 6 c
Время. когда первый камень будет на высоте 200 м, получится по такой же формуле, если заменить h0 на h' = h0 - 200 м и поменять знак у v.
h2(T') = 200 м
T' = (√(v^2 + 2 h' g) + v)/g = (49 + 20)/10 = 6.9 c
ответ. Через 5 секунд или через 6,9 секунд.