Задача 1
Условие
Тело находится на высоте
от поверхности Земли и начинает свободно падать. Определите скорость тела в момент соприкосновения с землей.
Решение 1:
Начальная скорость тела
. Нужно найти
.
Рассмотрим закон сохранения энергии.

Рис. 2. Движение тела (задача 1)
В верхней точке тело обладает только потенциальной энергией:
. Когда тело приблизится к земле, то высота тела над землей будет равна 0, а это означает, что потенциальная энергия у тела исчезла, она превратилась в кинетическую:

Согласно закону сохранения энергии можем записать:

Масса тела сокращается. Преобразуя указанное уравнение, получаем:
.
Окончательный ответ будет:
. Если подставить все значение, то получим:
.
Ответ:
.
Пример оформления решения задачи:

Рис. 3. Пример оформления решения задачи № 1
Данную задачу можно решить еще одним способом, как движение по вертикали с ускорением свободного падения.
Решение 2:
Запишем уравнение движения тела в проекции на ось
:

Когда тело приблизится к поверхности Земли, его координата будет равна 0:

Перед ускорением свободного падения стоит знак «-», поскольку оно направлено против выбранной оси
.
Подставив известные величины, получаем, что тело падало на протяжении времени
. Теперь запишем уравнение для скорости:

Полагая ускорение свободного падения равным
получаем:

Знак минус означает, что тело движется против направления выбранной оси.
Ответ:
.
Пример оформления решения задачи № 1 вторым способом.

Рис. 4. Пример оформления решения задачи № 1 (способ 2)
Также для решения данной задачи можно было воспользоваться формулой, которая не зависит от времени:

Конечно, нужно отметить, что данный пример мы рассмотрели с учетом отсутствия сил трения, которые в реальности действуют в любой системе. Обратимся к формулам и посмотрим, как записывается закон сохранения механической энергии:

Дополнительная задача 2
Тело свободно падает с высоты
. Определите, на какой высоте
кинетическая энергия равна трети потенциальной (
).

Рис. 5. Иллюстрация к задаче № 2
Решение:
Когда тело находится на высоте
, оно обладает потенциальной энергией, и только потенциальной. Эта энергия определяется формулой:
. Это и будет полная энергия тела.
Когда тело начинает двигаться вниз, уменьшается потенциальная энергия, но вместе с тем нарастает кинетическая. На высоте, которую нужно определить, у тела уже будет некоторая скорость V. Для точки, соответствующей высоте h, кинетическая энергия имеет вид:

Потенциальная энергия на этой высоте будет обозначена следующим образом:
.
По закону сохранения энергии, у нас полная энергия сохраняется. Эта энергия
остается величиной постоянной. Для точки
мы можем записать следующее соотношение:
(по З.С.Э.).
Вспоминая, что кинетическая энергия по условию задачи составляет
, можем записать следующее:
.
Обратите внимание: масса и ускорение свободного падения сокращается, после несложных преобразований мы получаем, что высота, на которой такое соотношение выполняется, составляет
.
Ответ: 
Пример оформления задачи 2.

Рис. 6. Оформление решения задачи № 2