برای حل این مسئله از حفظ انرژی مکانیکی استفاده میکنیم.
انرژی جنبشی اولیه جسم برابر است با:
\[ KE_i = \frac{1}{2} mv^2 \]
با توجه به اینکه در نقطه اوج، سرعت جسم صفر میشود، انرژی جنبشی نهایی صفر است و انرژی پتانسیل گرانشی در نقطه اوج برابر است با:
\[ PE_f = mgh \]
طبق قانون بقاء انرژی مکانیکی:
\[ KE_i = PE_f \]
یعنی:
\[ \frac{1}{2} mv^2 = mgh \]
جرم (m) در دو طرف معادله حذف میشود. سپس ارتفاع (h) به صورت زیر محاسبه میشود:
\[ \frac{1}{2} v^2 = gh \]
\[ h = \frac{v^2}{2g} \]
با جاگذاری مقادیر:
\[ v = 6 \, \text{m/s}, \, g = 10 \, \text{m/s}^2 \]
\[ h = \frac{6^2}{2 \times 10} = \frac{36}{20} = 1.8 \, \text{m} \]
هنگام برگشت، جسم به ارتفاع نصف ماکسیمم (1.8 متر) میرسد:
\[ \frac{1.8}{2} = 0.9 \, \text{m} \]
بنابراین ارتفاع اوج نیمه برگشت 0.9 متر است که با گزینه 2 (۹/ ۲۰) مطابقت دارد.